飞行器姿态控制方法综述

姿态控制作为飞行器控制系统的重要部分，对于飞行器提高性能具有重要的作用。本文就飞行器常用的几种姿态控制方法作了论述．包括空气动力控制、推力矢量控制、喷气反作用控制、飞轮控制、磁力矩器控制、变质心控制，以及以上几种控制方法组成的复合控制等。最后，指出了未来飞行器姿态控制的发展方向。     

空空导弹敏捷转弯控制与仿真

文中研究了空空导弹敏捷转弯180°(越肩发射)的控制与仿真问题.提出了实现空空导弹敏捷转弯180°的姿态控制方法,得到了简化的用于姿态控制设计的姿态动力学模型,分别采用反作用喷气控制系统和推力矢量控制系统设计了导弹的姿态控制律.对空空导弹的敏捷转弯180°的飞行过程进行了仿真并给出和分析了结果.结果表明反作用喷气控制系统和推力矢量控制系统都可以用于越肩发射,在转弯过程中速度损失是不可避免的,反作用喷气控制系统可以产生的速度损失较小.     

推力矢量控制技术在临近空间飞行器上的应用

简要介绍了推力矢量控制技术与临近空间飞行器的概念,选取超高空飞艇、超高空无人机、高超声速飞行器为对象,并以美军的临近空间飞行器为实例,对推力矢量控制技术在临近空间飞行器上的应用现状进行了总结,最后对推力矢量控制技术在临近空间背景下的应用前景进行了分析.     

飞行器推力矢量喷管研究综述

飞行器推力矢量喷管是未来飞行器的关键装备之一,有助于增强飞行器机动性和敏捷性,缩短起飞和着陆滑跑距离,拓宽飞行包线并改善隐身性能.目前,国外对机械式和气动式推力矢量喷管开展了大量研究,大大提高了推力矢量喷管的技术成熟度.本文简述了机械式推力矢量喷管的发展历程,重点从激波矢量控制型、逆流型、同向流型和喉道偏移型等方面综述...     

高超声速飞行器再入段RCS 姿态控制

为满足反作用控制系统(reaction control system,RCS)姿态控制需求,对高超声速飞行器再入段的姿态控制进行研究。以X-34的RCS系统为对象,建立了RCS的数字模型,设计了RCS姿态控制率与PWPE脉冲调制器,利用非线性描述函数法分析姿态控制系统的稳定性,并通过Matlab仿真验证了所设计的RCS姿态控制系统性能。仿真结果表明:该PWPF脉冲调制可以满足RCS姿态控制的需要,同时与传统的PWM脉冲调制相比,可以较大地降低RCS消耗的流量与开启次数,可为高超声速飞行器再入段RCS姿态控制系统设计提供参考。     

空天飞行器再入姿态控制研究

为满足空天飞行器在再入过程中各种约束条件,对其再入段的姿态控制进行研究。以HORUS-2B 飞行器 为研究对象,根据飞行器的舵面偏转特点,建立纵向非线性模型,通过对再入过程的约束条件分析,选定合适的初 始攻角,对切换控制律进行设计,通过经典控制与模糊控制相结合的方式来整定控制参数,并进行仿真验证。仿真 结果表明：控制系统能够很好地对攻角和过载进行控制,并具有很好的鲁棒性,能抑制不确定性的影响。     

基于1D-CNN 的卫星姿态控制系统故障诊断方法

为解决卫星姿态控制系统中自主故障检测和诊断的问题,提出一种改进的1D-CNN 卫星姿态控制系统故 障诊断方法。以卫星姿态控制系统的故障诊断为背景,构建航天器姿态动力学模型,将卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与快速卷积算法相结合,对卷积神经网络的拓扑结构进行改进,根据BP 算法,将1 维原始数 据作为输入,结合反作用飞轮作为执行机构的技术特征,给出一种基于卷积神经网络的故障检测和隔离方法。仿真 结果验证了该方法对卫星姿态控制系统实时故障检测和分类的有效性。     

引入角加速度测量的柔性飞行器姿态控制方法

讨论大气层外细长型柔性飞行器的姿态控制问题,该问题的本质是在测量器件附加柔性影响的情况下控制刚体姿态跟踪指令。提出动态面姿态控制方法,以实现姿态指令跟踪。建立柔性形变的2阶动态模型,结合刚体角速度与柔性形变的关系建立非线性模型并设计卡尔曼滤波器。针对轨控发动机质心偏移等因素产生的干扰力矩,引入角加速度计的测量,经过陷波滤波器处理后得到各轴向的估计力矩,将其作为卡尔曼滤波器的输入。仿真结果表明,对于柔性飞行器,采用所提出的状态估计及控制方法,可以保证姿态跟踪误差在0.5°以内。     

低速滚转弹道导弹运动模型及变结构姿态控制系统设计

滚转是弹道导弹的一种新的突防手段,在主动段进行滚动飞行,可以减少强激光照射的驻留时间,有效对抗激光反导。导弹滚转会导致控制耦合、惯性耦合和气动耦合,特别由于采用力矢量合成的操纵方式,俯仰和偏航运动不能独立处理。介绍了滚转弹道导弹的推力矢量控制方式和运动模型,设计了一种具有鲁棒性能的变结构姿态控制系统,得到了有益的结论。     

高超飞行器的非线性预测姿态控制

针对高超飞行器姿态动力学模型多约束、多变量耦合和非线性的特点,采用预测控制理论设计了时变自适应控制器.根据奇异摄动理论将复杂的动力学分解为快慢内外环动力学,直接对非线性系统伪线性化建模,把非线性优化问题转化为线性时变系统的次优化;将指标约束、输入约束、稳定约束转化为线性矩阵不等式(LMI)约束,在线滚动优化求解预测反馈控制律.结果表明,该控制方案保证了闭环系统的稳定性.     

基于滑模自适应的飞行器鲁棒姿态控制

针对一类不确定非线性系统,基于李亚普诺夫稳定性理论提出了滑模自适应算法。算法的核心为：将系统分为标称模型和包含建模误差、参数变化、干扰及未建模动态等在内的混合干扰项,用自适应控制实时逼近具有不确定性特征的系统输入系数,用鲁棒控制使系统的混合干扰在有限时间内减小到一个小范围内,用滑模控制最终消除不确定非线性系统的跟踪误差。不仅使系统有较好的鲁棒性,而且消除了传统滑模控制中系统输入的抖振现象。对微型飞行器的姿态控制系统进行了仿真研究,仿真结果验证了算法的有效性。     

基于三自由度气浮台卫星姿态控制系统仿真

为了更真实地模拟卫星在空间可能存在的问题,对三自由度气浮台卫星姿态控制系统进行仿真设计.采用气浮台进行卫星动力学与运动学模拟,通过气浮台惯量测定及系统搭建,建立控制力矩陀螺群五棱锥构型方案,综合考虑陀螺群构型,设计制力矩陀螺群控制律,实现气浮台平台稳态及姿态快速机动控制.仿真结果验证了该方案的正确性、合理性及有效性,可降低卫星姿态控制异常的风险,为卫星控制系统工程研制提供参考.     

炮口初速度测量方法综述

介绍了炮口初速度的概念和测量炮口初速度的各种方法,阐述了其研究现状,分析了各种测量方法的优缺点,进而展望了下一步测量方法的发展趋势。     

悬浮弹空中姿态稳定技术探讨

为进一步优化减速减旋技术,实现空中姿态精确控制,结合悬浮弹的工作原理对其空中姿态稳定技术进行研究,从减速伞技术、伞绳设计和翼片结构受力分析、翼片结构设计中的关键问题入手,重点探讨了减速伞减速技术和翼片阻旋技术。实践表明,该技术满足悬浮系统空中姿态的稳定要求设计。     

再入姿态的自适应逆控制应用研究

文中首先简要介绍了用于系统建模的LMS(最小均方误差)滤波和自适应逆控制原理．然后研究其可在重复使用运载器(RLV．Reusable Launch Vehicle)姿态控制中的应用．并通过仿真验证了在环境参数剧烈变化和系统具有较强不确定性的情况下，自适应逆控制能够对可重复使用运动器进行鲁棒、精确地控制。     

数字式导弹姿态控制系统的变结构控制

针对数字式导弹姿态控制系统,通过对离散变结构控制的研究,提出了一种姿态控制系统的离散变结构控制方法,设计了变结构控制律。该变结构控制律在实现姿态控制系统鲁棒控制的同时,有效地抑制了传统变结构控制的抖振现象。仿真结果验证了本文方法的有效性。     

数字式姿态控制系统的离散变结构控制

随着数字计算机的发展，数字式控制器已成功地应用于导弹姿态控制系统当中。文中针对数字式导弹姿态控制系统，通过对离散变结构控制的研究，提出了一种姿态控制系统的离散变结构控制方法，设计了变结构控制律。该变结构控制律在实现姿态控制系统鲁棒控制的同时，有效地抑制了传统变结构控制的抖振现象。仿真结果验证了文中方法的有效性。     

再入飞行器总体参数多目标优化设计

在内部装填物参数给定的情况下,减小再入飞行器的质量和雷达截面具有重要意义。本文以再入飞行器的质量和雷达截面为目标函数进行多目标优化。本文的理论和计算方法可用于再入飞行器总体设计的方案论证阶段。     

导弹姿态控制系统故障的数学仿真

对弹上硬件故障造成的姿态控制系统失稳情况进行了探讨．以一级为例,进行了硬故障发生模式的分析及数学模型的描述,完成了故障模式的仿真计算．在零干扰弹道条件下,分别针对影响直接的几大部分,如固体发动机及喷管、伺服系统、平台、弹上机、电源、速率陀螺、综合控制器等硬件设备出故障的情况进行了计算分析。得到硬件故障与导弹姿态失稳之间的关系．