主动控制技术在飞机侧向运动模态中的应用

研究了主动控制技术在飞机侧向运动模态中的应用。用动态逆方法对多变量系统解耦。对修正因子、比例与积分因子寻优，获得性能优良的模糊控制器。将动态逆与模糊控制方法相结合，构成了一种动态解耦模糊控制综合方法。用该综合方法对某飞机侧向直接力控制系统进行了设计，并与动态逆方法进行了比较，提供了鲁棒性验证与仿真比较结果。仿真结果表明，该综合方法能够对飞机侧向模态进行良好的控制，并能够有效地抑制系统内部参数变化对系统输出的影响。     

广义系统的圆形区域极点配置

考虑连续广义系统的圆形区域极点配置问题,采用微分状态反馈的方法设计控制律使得闭环系统正则,无脉冲且闭环极点位于给定的圆形区域内。最后通过数值例子说明了此方法的有效性。     

用完全解耦改善直接升力控制

本文讨论了线性系统解耦理论用于实现直接升力控制三种基本模式的飞机解耦控制问题，并以装有直接升力操纵面的小型飞机为例，用通用线性系统解耦控制律计算软件设计了直接升力控制律．计算结果表明，用该理论所设计出的飞机直接升力控制系统可严格地实现直接升力控制的三种基本模式，同时闭环解耦系统是稳定的，且具有良好的动态响应     

基于分力合成方法的航天器闭环反馈控制

为了增强分力合成主动振动抑制方法抵抗外界干扰的能力,将分力合成方法与闭环反馈控制相结合同时进行设计.用非约束模态级数方法建立解耦的姿态动力学方程和挠性附件振动方程,通过选取合适的反馈量,在设计闭环反馈参数时将挠性附件的振动和分力合成方法同时加入到约束条件中,得到最佳性能解.通过对单挠性杆模型的仿真,在满足系统各项性能指标的条件下,调整时间较分步设计方法明显减少,证明本文方法的有效性.     

选择变稳飞机拟配参数的一种新方法

研究了在响应反馈模态下，如何选取变稳飞机的拟配参数问题。首先，利用特征值灵敏度方法来修正变稳飞机的状态反馈增益值，将变稳飞机的主导极点尽量配置得与模型飞机相同；然后利用对消方法将变稳飞机未配准的主导极点配准；最后用对消或引入交链信号的方法使变稳飞机的主要响应特征与模型飞机逼近。     

状态反馈解耦系统的增益阵结构与极点配置

研究了状态反馈解耦系统中反馈增益阵的结构，指出了该阵中各元素之间具有特定的规律；并且给出了求增益阵结构的简单方法。本文也指出了在保证增益阵结构时，解耦系统也分解ｍ个单输入单输系统，从而使此类的系统的极点配置方法变的比较简单。     

状态反馈解耦系统的增益阵结构与极点配置

研究了状态反馈解耦系统中反馈增益阵的结构，指出了该阵中各元素之间具有特定的规律，，并且给出了求增益阵结构的简单方法，本文也指出了在保证增益阵结构时，解耦系统也解ｍ个单输入单输系统，从而使此类的系统极点配置方法变的比较简单。     

基于标准系数法的飞控系统横侧向模态控制方法研究

基于标准特征多项式方法,对多输入系统进行了模态控制方法的研究.利用单输入模态控制的方法,将多输入模态控制的反馈矩阵等价为两个一阶矩阵的乘积形式,从而将多输入模态控制的问题转化为单输入模态控制的求解,选定特征参数值即可解出多维控制器矩阵,就可以将特征根配置在期望的位置,从而实现对飞控系统的控制.用该方法对某型飞机横侧向系统进行了设计,并分析了其鲁棒性和不同参数对飞机性能的影响.仿真结果表明,基于标准特征多项式的模态控制方法对飞机横侧向稳态保持系统进行设计是有效和简便的,系统有很好的鲁棒性,特征参数的选择也具有较大的范围,并且有很大的工程实践性.     

线性系统的输出反馈解耦控制

建立了以闭环特征谱表达的关于线性系统输出反馈解耦的充要条件,并结合线性系统的特征结构配置结果给出了求解线性系统输出反馈解耦控制的一种参数化方法。该方法灵活、方便,且可顾及解耦系统的稳定性和性能要求。     

最小灵敏度极点指定

本文论述一种多变量线性时不变系统常值反馈控制器的设计方法.该方法利用反馈矩阵中的一行实现系统闭环矩阵的极点指定,利用其余行使闭环极点对扰动参数的灵敏度为最小.该方法直接利用系统闭环极点在复平面上的变化量作为性能指标,用迭代的方法得到反馈阵.文中包括的数值例子说明,该方法运用范围广,并能得到比其它方法更好的结果.     

A reduced-order-model-based multiple-in multiple-out gust alleviation control law design method in transonic flow

Gust alleviation is very important to a large flexible aircraft. A nonlinear low-order aerodynamic state space model is required to model the nonlinear aeroelastic responses due to gust. Based on the proper orthogonal decomposition method, a reduced order modeling of gust loads was proposed. And then the open-loop and closed-loop reduced order state space model for the transonic aeroelastic system was developed. The static output feed back control scheme was used to design a simple multiple-in multiple-out (MIMO) gust alleviation control law. The control law was demonstrated with the Goland+ wing model with four control surfaces. The simulation results of different discrete gusts show the capability and good performance of the designed MIMO controller in transonic gust alleviation.     

应用H_∞-范数进行多通道气动伺服弹性系统的频域稳定性分析

气动伺服弹性稳定性分析是现代飞机设计中必须考虑的课题。给出了多输入/多输出气动伺服弹性系统的频域运动方程,并由系统稳定性理论得出,在气动伺服弹性稳定临界点附近,系统的H∞-范数趋于无穷大。据此,发展了一种应用H∞-范数进行频域气动伺服弹性稳定性分析的方法。针对某型飞机及其偏航/滚转增稳回路构成的多输入/多输出气动伺服弹性系统,采用该方法求得其闭环稳定临界点,与p-k法计算结果符合较好。分析结果还表明:考虑增稳系统的影响后,飞机气动伺服弹性稳定边界,相对于无控飞机的颤振速度有所降低;对临界稳定模态进行限幅滤波后,减小了不利耦合,使气动伺服弹性稳定性得到提高。     

直线永磁伺服电机机电子系统解耦的速度跟踪控制

根据三相交流直线永磁同步伺服电动机的非线性动态数学模型，采用状态反馈解耦的方法，建立直线永磁同步伺服电动机闭环系统动态的输入－输出数学模型，通过该解耦模型设计速度跟踪控制律，在保证整个闭环系统稳定的情况下，提高速度跟踪的快速性和精确性，最后，通过MATLAB5．3进行计算机仿真实验研究，结果表明线性化后的系统模型是简单适用的，速度跟踪实现了快速性和精确性。     

基于时域Neal-Smith准则的人机控制系统设计多目标优化研究

为了获得驾驶员和飞机良好的匹配特性,使用基于人机闭环参考模型的方法将飞行品质的要求引入优化算法,进行飞行控制系统设计。首先使用CAP准则建立飞机等效系统模型。然后,基于时域Neal-Smith准则,通过多目标优化算法一次性得到在不同任务条件下的最优驾驶员模型。根据需要选择相应的驾驶员模型,并与飞机等效系统模型组成人机闭环参考模型,进行飞行控制设计多目标优化。仿真结果显示,文中的算法不仅可以整定控制器参数,根据任务需求选取最优驾驶员模型,还可以利用优化结果进行PIO易感性的分析。     

基于反向解耦的PWM整流器分数阶内模控制

针对三相电压型PWM整流器提出一种新型的双闭环控制策略。基于同步旋转坐标系下PWM整流器的数学模型,利用反向解耦方法实现电流环的完全解耦,且避免了复杂的矩阵求逆运算;根据内模控制(internal model control, IMC)原理,设计了电流环IMC-PI控制器,该控制器仅有一个可调参数;在电压外环控制器的设计中,将IMC与分数阶控制(fractional order control, FOC)相结合,给出一种分数阶内模控制器的设计方法,并利用系统截止频率和最大灵敏度指标,实现了控制器参数的鲁棒整定。仿真结果表明,所提方法可使系统具有更好的动态响应及抗扰性能。     

对角CARIMA模型多变量广义预测近似解耦控制

针对多变量系统中存在的强耦合,提出基于对角CARIMA模型的多变量广义预测控制近似解耦算法.根据对角CARIMA模型中的A和C矩阵为对角形式的特点,将多输入多输出系统分解为多个多输入单输出系统进行预测和控制,一定程度上降低了变量之间的耦合性.根据模型预测值与参考轨迹之间的偏差实时调整目标函数中跟踪误差的加权系数,达到进一步降低各个回路之间耦合的目的.加权系数调整的基本原则是,每个输出跟踪误差的加权系数是由其他输出在同时刻偏离参考轨迹的加权误差平方和构成.当某个输出偏离目标值时,其他输出的跟踪误差权值相对增大,以避免输出之间的相互扰动,达到近似解耦的目的.利用单变量GPC、多变量MGPC、基于设定值观测器解耦的MGPC以及提出的近似解耦方法,分别对温室温度和相对湿度控制系统进行仿真实验.仿真结果显示,近似解耦算法控制平稳,输出变量之间的相互扰动显著降低.     

动态逆与模糊控制方法在飞控系统中的应用

首先用动态逆方法,对多变量系统进行解耦;然后将带优化修正函数的模糊控制规则自调整方法与动态逆方法相结合,构成了一种动态解耦模糊集成控制方案,并用该方案对AFTI／F－16飞机的直接升力控制系统进行了设计与仿真。仿真结果表明,集成控制方案能有效地抑制系统内部参数扰动对系统输出产生的影响,取得了良好的控制效果。     

基于飞机总能量控制系统(TECS)的飞行航迹/速度解耦控制方法研究

对飞机航速／速度解耦控制系统进行了分析与研究。将偏差控制与基于飞机总能量控制的解耦理论结合在一起，实现了对飞行速度和飞行高度的无稳差控制。对某型飞机在低动压情况下6组典型飞行状态进行解耦控制律设计和仿真，结果显示该方法在所有6组状态下均达到飞机解耦控制标准。由于所选6组飞行状态包含飞机参数不确定信息(有油、无油状态)和干扰不确定信息(地面效应)，从而使得所设计控制律对飞机解耦控制具有一定的鲁棒稳定性。     

MIMO系统解耦规范型实现及其特征结构配置

为进一步完善MIMO系统输入-输出动态解耦控制问题,本文综合运用了状态反馈、输入变换及坐标变换方法,得到了一种简洁完备的解耦规范型,并给出了配置各子系统特征结构的反馈控制律及相应的各反馈矩阵的显示表达式,数值算例表明了本方法的简单有效性.