基于L1自适应方法的四旋翼飞行器纵向控制

针对四旋翼飞行器姿态控制系统欠驱动、强耦合、强振动的特性以及非零初始误差的客观存在,采用了一种新型的L1自适应算法,将模型的非线性因素和耦合项视作时变参数和干扰,设计了L1自适应控制器,突破了传统自适应控制固有的时变参数频率限制,有效抑制了飞行器机械振动所引起的高频干扰;同时,在飞行器存在非零初态跟踪误差情况下,避免了瞬态误差的出现,确保输入力矩在可控范围内一致有界。最后,仿真结果验证了算法的鲁棒性。     

考虑执行机构死区的L1 自适应控制

针对执行机构存在死区,系统模型存在不确定性,飞行过程受到有界扰动的飞行器姿态控制等问题,设计了相应的L1自适应控制器.通过设计滤波器和自适应律,保证控制系统的快速自适应性和鲁棒性.考虑执行机构存在死区时控制指令的不同响应情况,推导了考虑执行机构死区的L1自适应控制系统的稳定条件.仿真结果表明:该方法能够对执行机构的死区特性进行自适应补偿,对参考指令的跟踪稳定有效,且对系统模型的不确定性和有界扰动具有强鲁棒性.     

基于 L1 自适应方法的尾坐式无人机控制律设计

针对一种新型尾坐式无人机展开研究.在建模中为解决机身倾转过程中俯仰角奇异性的问题,结合其构型特点采取双欧法进行建模;对于其飞行过程中易受干扰的问题,采用L1自适应方法设计其控制律,以保证无人机在模态转换过程中具有良好的操稳特性.通过仿真实验验证了模型与控制律的有效性.仿真结果表明:该控制器能够克服飞行器在飞行过程中模型参数变动及其他不确定性干扰,为尾坐式无人机飞行控制律的设计与工程实现提供了一种新的方案.     

基于L1 自适应控制的飞机操纵面故障重构

针对飞机操纵面故障及传统的模型参考自适应方法动态性能欠佳的问题,提出了一种基于L1自适应控制理论的飞翼无人机横侧向滚转角重构控制方法;该方法将操纵面故障引起的模型参数的变化视为模型不确定性,将三轴间的交联耦合处理为外部干扰;通过选择合适的自适应律和低通滤波器,使L1自适应重构控制器同时满足快速自适应性和鲁棒性;针对操纵面发生漂浮、完全损失及卡死等故障进行了仿真.仿真结果表明:控制器可使跟踪误差快速收敛且动态性能良好,所提出的重构方法可用于操纵面故障的重构控制.     

模糊调节器在无人战斗机着舰中的应用

无人战斗机着舰是一个复杂的过程,本文从无人战斗机的特点出发设计了基于GPS的导引律,解决了飞行甲板和航母航向的夹角问题。针对在着舰末端控制量有可能发散的现象,提出了将无人战斗机和航母的距离作为模糊调节器的一个输入,这样控制量就综合了偏差和距离的信息,从仿真结果可以看出这种方法很好地抑制了控制量末端发散的现象。     

舰载机自动着舰控制系统设计与仿真

为了进一步提高着舰精度,针对具有舰尾流扰动、参数不确定以及非线性干扰的着舰控制问题,设计L1自适应增广控制器.该控制器具有分段连续自适应律,用于补偿着舰纵向内回路中存在的舰尾流干扰和不确定性的不利影响.将其应用到舰载机自动着舰纵向控制系统.仿真结果表明:L1自适应控制器能够处理参数不确定性等不利情况,并且具有抑制稳态尾流的能力,实现了自动着舰轨迹精确跟踪控制.     

预标定轰炸原理在自主式无人战斗机上的应用研究

介绍了一种自主式 UCAV 上使用的轰炸瞄准原理,给出了瞄准原理公式并分析了该原理在自主式UCAV 上的实现过程。通过仿真得到了较好的结论,体现了该原理在自主式 UCAV 上使用的重要意义。     

基于L1动态逆的自主空中加油对接控制

为实现无人受油机与加油机的自主安全对接,提出基于L1自适应动态逆的无人机自主空中加油对接跟踪控制方法.根据时标分离的原则,将无人受油机的姿态控制分为快、慢回路,采用动态逆方法设计姿态回路控制器,设计L1自适应系统补偿外界气流干扰和系统模型误差,并采用自主空中加油对接段仿真系统对所设计控制系统进行验证.仿真结果表明:该对接跟踪控制系统具有很高的抗干扰能力和鲁棒性,能满足自主空中加油的控制精度要求.     

自抗扰控制器在惯性平台稳定回路中的应用

为了解决传统PID控制的稳定回路抗干扰能力不高的问题,设计了自抗扰控制器.自抗扰控制器是在继承经典PID控制器不依赖对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器.Matlab仿真结果表明,用自抗扰控制器设计控制规律,稳定回路的跟踪能力和抗干扰能力都得到了较大的改善,提高了惯性平台的可靠性和精度.     

自抗扰控制在坦克炮控执行机构中的应用

基于坦克炮控系统水平和高低向执行机构的改进,介绍了永磁同步电机(PMSM)的数学模型和控制机理.为克服永磁同步电机调速系统突加负载和负载扰动时控制性能差的问题,提出用自抗扰控制技术设计PMSM控制方案.将负载突变和负载扰动归为未知扰动,用自抗扰控制器进行估计、补偿和控制.结果表明,该方法能够提高系统的响应速度,减小稳态误差且无超调,能有效地抑制负载变化对转速的影响.和原执行机构相比,缩短了系统反应时间,改善了炮控系统的控制品质.     

无人作战飞行器编队协同攻击轨迹规划研究

研究了无人作战飞行器（UCAV）编队协同对地攻击轨迹规划问题。基于单机运动学/动力学方程、编队成员相对运动模型和威胁模型,结合平台初、末端约束条件,建立了编队协同对地攻击轨迹规划数学模型;提出了综合考虑单机威胁、任务时间、编队等效碰撞次数及执行指令时间误差的综合目标函数,形成最优控制方法的求解框架。为使编队整体轨迹优化,将编队任务轨迹分段。采用hp自适应伪谱法对构建的模型进行解算,得到编队攻击轨迹。数字仿真结果表明：规划的编队攻击轨迹满足约束要求,证明了所构建的编队攻击轨迹规划模型的有效性。     

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。     

基于切换视线法的欠驱动无人艇鲁棒自适应路径跟踪控制

针对欠驱动无人艇（USV）的航路点路径跟踪问题,提出了一种鲁棒自适应控制方法。设计了一个新的切换型视线（LOS）法制导律,以引导USV始终以最佳LOS圆半径趋向期望路径。与传统制导律相比,切换型LOS法制导律具有运算负载小、收敛速度快的特点。考虑到USV模型的不确定性及环境干扰未知时变性,开发了一种复合神经网络控制器来增强系统鲁棒性。通过在网络输入中增加预测误差信息,以提高网络逼近精度。同时,引入最小学习参数思想优化网络结构,对神经网络的在线自适应参数进行压缩,以减轻网络计算负担,并借助李雅普诺夫理论对系统的稳定性进行了分析。通过对比仿真实验验证了所提出控制策略的有效性。     

某小型高速无人机纵向控制律

为解决小型高速无人机在高速飞行时因纵向静不稳而导致的常规控制律鲁棒性不足的问题,设计基于角 速率指令内回路的纵向控制律。以某型高速靶机为例进行建模及特性分析,设计常规的阻尼内回路纵向控制律,从 参数不确定性的角度分析低速与高速下控制律的鲁棒性差异,提出以角速率指令内回路作为高速段的纵向控制律, 从时域、频域及鲁棒性3 个方面分析论证指令内回路的适用性,并与常规角速率阻尼内回路的控制律进行对比。结 果表明,该指令内回路更适用于小型高速无人机纵向控制。     

基于层次分解策略的无人机多机协同航线规划方法研究

针对要求同时(依次)到达目标, 无人机团队生存概率最大这种协同要求下的航线规划问题, 提出了一种基于层次分解策略的方法, 将整个动态、大规模、强耦合的优化问题化解为三个层次: 航线规划层、协同规划层和航线平滑层.仿真结果表明该方法是有效、可行的.     

基于统计学原理的无人作战飞机鲁棒机动决策

为解决无人作战飞机（UCAV）鲁棒自主空战决策问题,提出基于统计学原理的鲁棒机动决策方法。为使空战态势变化具有一定的钝感性,建立UCAV数学模型,改进典型的机动动作库,设计空战态势参数的鲁棒隶属度函数。在鲁棒机动决策中引入统计学方法,针对UCAV对抗非机动目标和机动目标两种典型空战案例进行了数字仿真。仿真结果表明,基于统计学原理的鲁棒机动决策方法在引导UCAV向态势优势区域攻击占位方面具有一定的鲁棒性和寻优性。