飞行器偏角和倾斜角控制优化算法的仿真分析

无人驾驶的飞行器在偏角和倾斜角控制过程中,角度控制的滞后性问题一直无法解决,高速飞行使得飞行器角度控制再入过程中的动压、过载、热流等物理约束过程复杂化,利用传统的PID飞行参数控制方法对飞行器进行控制,为了保证精度,仅仅通过改变航向角的方式来进行转弯偏角和倾斜角控制,导致转弯半径很大,无法保障控制精度.提出利用改进PID神经网络算法的飞行器偏角和倾斜角控制优化模型.根据飞行器控制系统及动力学原理获取飞行过程的动力方程,构建飞行器角度控制数学模型,根据改进后的PID神经网络算法进行最优角度值求解,降低控制系统的跟踪误差、保证算法的收敛性,实现飞行器角度控制模型的优化.实验结果表明,利用改进算法进行飞行器控制模型的优化,能够保证飞行器飞行过程的航偏角和倾斜角控制精度.     

非同轴前后轮自平衡车非线性转弯平衡控制

针对非同轴前后轮自平衡车转弯平衡控制问题,提出一种基于非线性动力学模型的转弯平衡控制方法.在分析自平衡车稳定转弯原理的基础上,以自平衡车车体左右倾斜角、转向角、陀螺进动角为广义坐标,利用拉格朗日法建立平衡车转向的MIMO仿射非线性动力学模型;基于反馈精确线性化理论设计PID控制器,进行自平衡车的转弯平衡控制以及对输入的...     

基于能量管理的飞翼飞行器迫降轨迹设计

针对飞翼类飞行器迫降轨迹设计问题,建立力学运动模型对无动力滑翔过程进行分析,采用满足始末端约束和飞行器性能约束的Dubins轨迹进行轨迹搜索,并提出根据迫降初始能量状态采用广义Dubins类型航线规划低能迫降轨迹和高能迫降轨迹。通过批量仿真验证了迫降飞行阶段分段管理和能量实时评估实现迫降轨迹设计的方法使飞行器精确回收到迫降点的同时兼具适应环境干扰的鲁棒性,对实际工程应用具有重要意义。     

高超声速飞行器飞行轨迹的模糊控制设计

针对高超声速飞行器飞行过程中因干扰造成的飞行轨迹散布问题,提出了采用飞行器飞行轨迹的模糊控制设计方法。方法以高超声速飞行器飞行轨迹线偏差和线偏差变化率作为模糊控制器输入,采用模糊推理设计飞行控制系统。在完成高超声速飞行轨迹控制系统数学建模的基础上,结合自动驾驶仪特点对飞行轨迹模糊控制系统进行了设计。结论通过仿真表明所设计的飞行控制系统满足飞行轨迹及攻角性能要求,验证了方法的正确性。     

亚轨道飞行器任务中止再入轨迹优化设计

针对亚轨道飞行器上升段由于动力故障任务中止时再入返回的问题,考虑飞行模型简化和故障后的燃料处理方案,通过遗传算法优化设计最优返回轨迹,优化时选取经向飞行航程最远作为性能指标,并采用遗传算法,解决用于再入轨迹优化所涉及的关键问题,并进行仿真。仿真结果表明,方法不但满足飞行器返回过程中加热率、过载、动压约束以及终端状态约束,能够通过飞行航程最远消耗飞行器能量从而安全着陆,而且可以较快地搜索到全局最优解,能够用于亚轨道飞行器故障再入轨迹的优化设计。     

运输机地面转弯轨迹跟踪滑模控制器设计及仿真

大型运输机飞行控制包括较宽范围的姿态机动、轨迹跟踪。通道间高度耦合、外界条件干扰等条件使得轨迹跟踪控制设计变得较为复杂。为此,提出了一种鲁棒解耦的多变量跟踪控制方法——滑模控制方法,对运输机地面转弯轨迹进行了精确跟踪。运输机地面转弯轨迹运动学模型是一个多输入非线性系统,所以滑模控制中切换函数设计是很重要的。给出了Backstepping方法设计切换函数,通过对实例的计算仿真,滑膜控制对运输机轨迹跟踪具有较高的准确度。     

亚轨道飞行器返回轨道设计研究

返回轨道设计关系着亚轨道飞行器能否安区返回.亚轨道飞行器的返回过程不同于航天飞机的返回过程.针对亚轨道飞行器的返回轨道的特点和要求,将基准返回轨道分成常数倾斜角飞行段和解析表达式飞行段进行设计.在常数倾斜角飞行段,采用常数倾斜角控制;在解析表达式飞行段,采用解析表达式来代替飞行高度速度剖面.已知返回点和末端能量管理入口的高度、速度,在满足飞行约束条件下,设计基准返回轨道,并对求得的基准轨道进行跟踪对比.算例表明,给出的亚轨道飞行器返回轨道设计方法是可行的.     

平面四旋翼无人飞行器运送系统的轨迹规划与跟踪控制器设计

对于四旋翼无人飞行器运送系统而言,需要保证飞行过程中负载的摆幅维持在适当的范围内,并且在飞行器到达目的地后负载无残余摆动.本文针对四旋翼无人飞行器运送系统,提出了一种新颖的轨迹规划与跟踪控制方法.论文首先得到了平面四旋翼无人飞行器的运动特性与负载摆角之间的非线性耦合关系.通过相平面内的几何分析,分别设计了两个轴方向上的分段式加速度轨迹.这种轨迹具有简洁的解析表达式并可获得较高的运送效率,同时满足飞行器的速度,加速度等物理约束.为了使四旋翼无人飞行器准确跟踪规划好的轨迹,本文基于反步法设计了一种非线性跟踪控制器,并通过李雅普诺夫方法对其闭环稳定性进行分析,证明其能使跟踪误差指数收敛于零.论文最后通过仿真结果验证了本文所提出方法的可行性与有效性,及其对外界干扰的鲁棒性.     

移动小车弯道运行的轨迹分析

随着自动化生产的普及,机器人遍布工厂与仓库。机器人转弯时的问题不能忽视。我们通过对不同的机器人进行建模,用机械建模软件和动力学仿真软件研究其不同状况下的受力情况与转弯轨迹,分析移动小车从直线行走到弯道运行时的不同状况,并对小车的打滑及轨迹特征进行分析,得出相应的结论。     

民用飞机一发失效离场航迹仿真计算关键方法

传统飞机失效离场轨迹计算方法的轨迹转弯约束分类不准确,导致方法的准确性差、适用范围窄等问题.提出新的民用飞机一发失效离场航迹仿真计算方法.计算EOSID航迹适用场合,对飞机航迹水平剖面内转弯机动时的主要约束进行归纳分类,通过所设计的工具系统得到所需坐标及数据.根据数据模拟飞机空中运动的轨迹路线,完成一发失效离场航迹计算...