高超声速飞行器鲁棒多目标线性变参数控制

针对具有“乘波体”构型的吸气式高超声速飞行器纵向飞行姿态控制问题,提出了一种基 于区域极点配置的鲁棒多目标线性变参数（LPV）控制系统设计方法。给出吸气式高超声速飞行器纵向非线性机理模型,在此基础上建立了刚性LPV模型;针对此类LPV模型,提出了基于区域极点配置的LPV状态反馈控制系统设计方法,将系统的鲁棒稳定性、干扰抑制、跟踪性能等性能指标通过扩展线性矩阵不等式约束的方式,实现了LPV系统的多目标鲁棒跟踪控制。同时,通过引入松弛变量的方法,解除了Lyapunov函数矩阵与系统矩阵之间的耦合影响,从而降低了控制系统设计的保守性,得到了满足期望性能要求的LPV状态反馈鲁棒跟踪控制器。所设计的控制器应用于高超声速飞行器的非线性机理模型进行数值仿真验证,仿真结果表明：所设计的控制器能够使得闭环反馈控制系统有效地跟踪指令信号变化,系统动态性能良好且具有较强的抗干扰能力。     

基于LPV的变增益控制技术及其在航空航天领域的应用

基于LPV系统的变增益控制克服了传统变增益控制的缺点,不仅减少了繁杂的前期工作,而且也使得系统的稳定性和性能分析在理论上变得简单易用。文章分析了基于IJPV系统变增益控制的发展过程,给出了基于LPV变增益控制器的综合方法,总结了近年来航空航天领域应用该项技术的成果,并根据LPV变增益控制的发展趋势,提出了基于LPV变增益控制需要解决的四个问题,即非线性系统的LPV系统的建模、基于Lyapunov函数的线性矩阵不等式计算量、变参数变化速率和调度策略,同时提出了简单的解决思路。     

高超声速飞行器LPV鲁棒变增益控制

针对高超声速飞行器模型的非线性姿态控制问题,提出了一种LPV鲁棒变增益控制方法。对建模误差和测量误差中的可确定信息进一步提取,描述高超声速飞行器内在的非线性和时变特性,建立了参数不确定的LPV系统模型;通过求解线性矩阵不等式的凸优化问题,设计了具有自调节法则的鲁棒变增益控制律,可以有效地抑制不确定性和参数快速变化的影响,并具有良好的动态性能;通过仿真验证了控制律的有效性和鲁棒性。     

变体飞行器LPV建模与内外环鲁棒控制

变体飞行器能够根据复杂的任务、环境等信息自适应地改变本体气动布局,从而达到特定飞行条件下的最优性能。针对一类翼展可自由伸缩的飞行器,研究了基于线性变参数（Linear Parameter Varying,LPV）系统的变体飞行器内外环鲁棒控制问题。采用Jacobian线性化方法建立变体飞行器LPV模型,将双环控制技术拓展到LPV模型中,采用线性二次型最优控制法（Linear Quadratic Regulator,LQR）设计内环控制器,并引入粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）求出二次型系统的最优权值矩阵,在保证飞行器速度、高度稳定的基础上,有效降低了系统的超调量,提高了控制器的收敛速度。外环加入鲁棒H∞状态反馈控制器,并将输入变量扩展到系统状态中,进一步解决了变体过程中导致的舵偏指令过大的问题,保证了飞行器在变形过程中能够平缓过渡,并证明了该控制器满足二次Lyapunov稳定的线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality,LMI）条件。仿真结果表明：当存在一定的外部干扰时,所设计的内外环鲁棒控制器能够保证飞行器在整个形...     

变增益鲁棒控制在导弹姿控系统设计中的应用研究

针对最优鲁棒控制理论应用于导弹姿控系统设计中的原理缺陷,提出了导弹姿控系统设计中的变增益鲁棒控制方法.首先介绍了基于状态反馈的变增益鲁棒控制理论的基本原理,进而把它应用于姿控系统的设计并进行了仿真分析,之后就变增益鲁棒控制与最优鲁棒控制应用于导弹姿控系统的设计性能进行了比较分析,得出了一些有益的结论.     

从飞行器无导引头的主-从式多飞行器协同制导方法

针对主-从式多飞行器多方位封锁协同打击目标问题,提出三维空间下当从飞行器无导引头时的协同制导方法。主飞行器通过给出的固定时间收敛攻击时间控制制导律实现对目标的指定时间命中,以主飞行器为基准提出球心和半径可动态自调整的目标封锁球面构型函数。以期望封控球面为参考,给出可实现对目标多方位覆盖封锁的同时命中协同制导律,并理论分析该方法的稳定性。仿真结果表明,新提出的方法可实现飞行器群于指定命中时刻同时命中目标,且主飞行器和无导引头的从飞行器可构成对目标的封锁态势。     

吸气式高超声速飞行器控制技术综述与展望

作为空天领域的制高点,吸气式高超声速飞行器以超燃冲压发动机为主动力,飞行马赫数大于5,但其控制技术尚不成熟.简要回顾了面向控制的AHV模型,包括两种典型的纵向动力学模型以及其他代表性工作.综述了近二十年AHV控制领域的重要理论成果,涵盖反步法、自适应等多种现代控制方法.结合AHV工程中亟待解决的大包线飞行控制、气动舵/...     

变后掠变展长飞行器动力学建模与动态响应分析

飞行器机翼后掠角和展长动态变化时,气动力、转动惯量、压力中心和质心等关键参数都发生剧烈变化。基于Newton-Euler方法建立了包含5个刚体的变后掠变展长飞行器的动力学模型,推导了由于变形所产生的附加气动力和气动力矩。在纵向上解耦简化了动力学方程,基于准定常气动力模型,分析了不同变形形式和变形速度下的纵向动态响应。研究结果表明,后掠角和展长的变化对动力学特性影响较大,但不同的变化速度对结果影响不大。通过合适的变形方式和变形速度的结合可以弱化变形过程中的动力学参数波动,减小控制系统的负担。     

非线性金属丝网减振器的试验建模和参数辨识

通过试验和理论相结合的方法,对非线性金属丝网减振器进行研究分析,建立了一种基于工程实践应用的减振器非线性数学模型,以此来描述迟滞非线性系统的动态特性.试验表明:在周期激励作用下,非线性金属丝网减振器的迟滞回线不仅与振幅有关,还与频率有关.通过对金属丝网减振器工作机理的分析,将减振器的恢复力分解为弹性力和阻尼力两部分.结果表明,该模型能很好地描述这类非线性迟滞系统的动态特性,为工程应用提供了理论基础.     

微小型多旋翼飞行器的非线性建模研究

针对目前微小型多旋翼飞行器的控制缺点,对微小型多旋翼飞行器进行系统的非线性建模研究。采用叶素理论对螺旋桨桨叶进行建模,对其前行中的周期挥舞问题进行分析,进而修正旋翼的负载特性;研究刚性机身、桨毂、叶片、电机转轴等的动力学特性,建立了更为完善的微小型多旋翼飞行器非线性动力学模型。选取四旋翼飞行器作为仿真对象,在Matlab/Simulink环境下,搭建开环仿真框图进行仿真验证。仿真结果验证了该模型的准确性。     

模糊奇异摄动建模及在飞机着陆控制的应用

文中研究了基于模糊奇异摄动理论的飞机建模方法，分别建立了基于机理分析和基于特征值分解的飞机模糊奇异摄动模型。所建立的模型与传统的非线性飞机模型相比．在提高非配平点建模精度的同时，避免了针对传统模型设计控制器时遇到的矩阵奇异等病态计算问题。在仿真验证中．针对所建立的飞机模糊奇异摄动模型设计了着陆轨迹跟踪控制系统，仿真结果表明这种控制系统能够满足飞行控制的精度要求．具有良好的动态和静态特性。     

反潜巡逻机空投鱼雷最佳投雷参数研究

为了提高反潜巡逻机使用航空鱼雷攻潜的命中概率,提出了"最佳投雷参数"的概念,分析了其影响因素和选择标准,建立了基于蒙特卡洛法的计算模型,仿真分析了投雷参数、目标定位精度和投雷散布对鱼雷环形搜索一周发现目标概率的影响。结果表明,投雷参数的选择应当综合考虑目标定位精度和投雷散布,以此确定航空鱼雷的最佳投雷参数。     

受油机扰动特性的建模与仿真

针对紧密编队飞行过程中产生的尾涡流场对空中加油机产生扰动影响的问题,建立了受油机扰动运动模型。将风扰动主要分解为大气紊流和加油机尾涡,分别建立工程化的Dryden大气紊流模型和尾涡模型,将叠加的2个扰动加入到受油机的非线性刚体运动方程中,并对受油机扰动运动进行仿真分析。仿真结果表明：该叠加的方法能够简单有效地模拟反映复杂的气流扰动,为进一步研究空中加油控制系统提供参考。     

基于DSP的小型飞行器大气数据测量系统设计

大气数据参数的采集和处理是保证小型飞行器飞行安全的重要因素。文中论述了小型飞行器大气数据测量系统的工作原理，按照功能将系统进行适当划分。采用DSP作为系统载体，构建了完整的数据测量系统。     

固定翼飞机易损性建模分析及软件设计

针对固定翼飞机易损性问题,开发一种固定翼飞机目标易损性模型数据库软件。在分析典型固定翼飞机 目标特性的基础上,划分毁伤等级,应用3 维建模技术建立固定翼飞机易损性模型,确定毁伤准则与判据;应用关 系型数据库,设计固定翼飞机易损性数据库结构,在VS 集成开发环境下,提供可视化仿真接口,实现数据、模型 的统一格式存储和快速查询,并通过实例进行验证。结果表明：该软件能够实现固定翼飞机目标易损性数据的快速 查询与管理,可为固定翼飞机目标毁伤评估提供参考。     

飞行器尾翼结构的非线性动态特性初步分析

从飞行器尾翼非线性特征出发，描述了非线性成因，讨论了结构动态特性的辨别方法．通过尾翼的一阶弯曲振动和舵面旋转振动模态试验，得到了尾翼固有频率随激振力变化的力—频曲线，初步分析了由配合间隙造成的飞行器尾翼结构非线性动态特性。     

突击潜艇对航母可生存性影响建模分析

针对航母与突击潜艇之间作战问题的复杂性,以及航母可生存性评估的重要性,提出一种基于概率统计的突击潜艇对航母可生存性影响评估方法。对航母与突击潜艇对抗作战流程进行描述,分析对抗过程中的关键事件,定义相关的描述变量;对航母可生存概率、航母受多次攻击的概率和突击潜艇毁伤数量期望等描述对抗效能的计算公式进行推导,并通过实例进行仿真分析。仿真结果表明,提升航母编队反潜力量的作战能力以及自身的防护能力是提升航母可生存性的关键。     

飞行器攻角非线性自适应反演控制方法研究

讨论了飞行器纵向攻角控制方法．攻角的状态方程中存在时变参数和外部扰动不确定性．基于自适应反演控制技术的迭代设计方法可以保证闭环系统一致最终有界．仿真结果证明了此方法的良好效果．