倾转四旋翼飞行器直升机模式操稳特性分析

针对倾转旋翼飞行器直升机模式下的操纵性和稳定性进行了研究分析,为后续控制系统的设计提供一定的理论依据.在考虑旋翼-机翼干扰的情况下建立了倾转四旋翼飞行器飞行动力学模型并结合试验数据进行验证.提出了一种适用于直升机模式下的操纵策略并对飞行器进行了配平计算.以该操纵策略为基础,计算了相应的操纵功效和操纵耦合,并分析了主要稳...     

四旋翼无人飞行器控制律设计与仿真

四旋翼无人飞行器已经得到了广泛应用,其控制律设计的重要性日渐凸显。在构建四旋翼飞行器六自由度动力学模型的基础上,分别设计了基于PID控制和线性自抗扰两套控制律。首先给出基于PID控制的四旋翼控制律,对四旋翼的各个通道设计PID控制律,并进行六自由度仿真分析,随后给出基于线性自抗扰控制的四旋翼控制律,针对每个通道设计自抗扰控制回路,进行六自由度仿真分析,基于仿真结果对两者的控制效果进行对比,最终结果表明自抗扰控制方法可以有效地抑制超调且响应速度更快。     

探究多旋翼飞行器建模与飞行控制技术

多旋翼飞行器由于自身结构十分简单,具有良好机动性能,在军事及军事领域内具有良好应用价值,得到了研究人员高度关注,已经成为国际主要研究热点.但是国内在对多旋翼飞行器自主飞行控制分析研究上面时间较短,与发达国家之间存在较大差距,无法对多旋翼飞行器飞行进行精确性控制.所以,对多旋翼飞行器结构及飞行方法研究中,还需要深层次研究.本文结合多旋翼飞行器建模与飞行控制技术所存在的问题,以多旋翼飞行器作为研究对象,从建模及飞行控制技术层面进行研究.     

四旋翼无人飞行器ADRC-GPC控制

针对四旋翼无人飞行器的姿态控制系统,需要研究先进控制策略来达到满意的性能.将自抗扰控制(ADRC)与广义预测控制(GPC)相结合,设计一种新型自抗扰广义预测控制器(ADRC-GPC),利用ADRC中的扩张状态观测器(ESO)来估计和补偿非线性系统的模型不确定性以及外部扰动作用,将原始对象模型转化为积分器形式,然后针对积分器设计广义预测控制器.阶跃响应系数矩阵能被解析地求解出来,可有效地解决广义预测控制计算量大的问题.研究结果表明:所提出的ADRC-GPC控制方法能够对四旋翼无人飞行器姿态系统进行实时控制,可满足控制精度及快速性要求,并能有效地克服系统的外部干扰和多变量耦合作用.自抗扰广义预测控制器能够有效地控制欠驱动非线性多变量系统.     

一种舰载系留多旋翼无人飞行器系统的设计思路

无人机在未来军事方面有着无可匹及的作用,而通过与舰艇的结合更是得到广泛海军的认可.本文在这种背景下对舰载系留多旋翼无人飞行器进行了初步探讨,针对系统组成、关键技术、研究方案等提出一些看法.     

一种新型多旋翼飞行器的建模与反演控制

针对目前多旋翼飞行器存在的不足之处,提出一种外形布局新颖、内部结构简洁、具有硬件冗余且易于工程实现的新型多旋翼飞行器,并提出一种反演控制策略.首先,给出了飞行器的运动学模型和动力学模型,随后,设计了飞行器的姿态和位置控制器.其中,姿态控制器设计中将一阶滤波器和线性跟踪微分器用于其中,以实现系统对控制指令的快速响应;位置控制器用于解算跟踪期望轨迹所需要的姿态角信息.最后,通过仿真验证实验,验证了本文所提控制策略的正确性.     

基于一致性理论的多旋翼飞行器编队控制方法

针对多架旋翼飞行器敏捷编队控制的问题,提出一种基于一致性理论的多旋翼飞行器编队控制方法.首先,通过图论的方法构建了飞行器编队的通讯拓扑结构,建立了平移和旋转动力学模型,利用有向图表示编队中个体和个体之间的作用关系.其次,结合拓扑学中的图论和传统控制方法,给出了一种包含位置控制和姿态控制的分布式编队控制器设计思路,用于实...     

倾转旋翼机短距起飞单发失效着陆的轨迹优化

为进一步改善倾转旋翼机短距起飞单发失效后着陆轨迹优化的操纵策略,建立适用于倾转旋翼机单发失效后轨迹优化的增广飞行动力学模型并进行计算分析.首先,在基本纵向刚体模型的基础上建立关于操纵量的代数方程和微分方程组,形成增广飞行动力学模型,从而能反映出旋翼拉力系数、后倒角与驾驶员操纵杆量之间的关系,同时也能在轨迹优化中考虑到操纵系统特性对操纵量变化速度的限制,避免操纵量在优化过程中跳跃不连续;然后,采用直接转换法将着陆过程中的最优操纵策略和最优轨迹问题转化为非线性规划问题,并使用序列二次规划算法进行求解;最后,以XV-15倾转旋翼机为例,计算了短距起飞单发失效后安全着陆的最优解,并与相关文献数据进行对比.结果表明,在飞行路径、地速、旋翼转速和俯仰角的变化趋势与文献基本一致的情况下,需用功率、拉力系数与纵向周期变距杆位移等变化更加柔和,此外优化结果还包含了现有方法无法得到的操纵量和操纵速率信息.由增广飞行动力学模型得到的轨迹优化结果可以为单发失效时驾驶员实施安全着陆提供更多有用的依据.     

单翼损坏下的四旋翼飞行控制器设计

针对发生单翼损坏故障时四旋翼飞行器的常规控制失效问题,用反步法设计保证飞行器安全和一般飞行控制的控制器.根据单翼损坏下四旋翼飞行器的旋转与平移运动方程,将控制器划分成内、外环,使用反步法设计这两个环路.内环控制飞行器姿态,外环控制飞行器位置.用反步法设计此种控制器时牺牲飞行器的偏航控制能力,但能实现飞行器一定程度的正常飞行.即能实现飞行器以恒定速度绕其垂直轴转动,机体保持水平同时空间位置不变的近悬停状态,也能通过指令信号实现飞行控制和位置跟踪.经过仿真验证,证实了该控制器对单翼损坏故障下的四旋翼飞行器的飞行控制的有效性,飞行器的稳定性能良好.结果表明,偏航控制能力的丧失不会对四旋翼的安全造成威胁,也不会对飞行器的轨迹跟踪造成较大影响,即保证飞行器能在以恒定速度绕垂直轴转动的情况下进行稳定飞行,同时还能以较快速度跟踪简单的期望轨迹.该研究证实了单翼损坏下的四旋翼飞行器的飞行仍具有可控性.     

多臂自由飞行空间机器人协调操作运动控制算法

阐述了在空间微重力环境下多臂自由飞行空间机器人协调操作运动控制算法．首先推导出多臂自由飞行空间机器人协调操作的广义雅可比矩阵,其次给出了基于该矩阵的多臂自由飞行空间机器人协调操作分解运动速度控制算法,最后用计算机仿真验证了该算法的正确性．     

混联式混合动力系统多能源综合控制策略

为实现混合动力车辆的能源管理与控制,针对混联式混合动力系统设计了基于分层结构的多能源综合控制策略.该策略将混合动力控制逻辑划分为决策层、中间层与伺服层:决策层确定系统总功率需求与控制模式;中间层进行功率分配并确定各部件稳态控制目标;伺服层根据控制品质要求确定动态过程瞬时控制目标.开发多能源综合控制器ECU软硬件,并对硬件在环仿真平台上进行典型工况测试.测试结果表明,设计的混联式混合动力系统多能源综合控制策略实现了混合动力车辆的能量管理与控制,发动机工作点得到优化配置,提高了燃油经济性.控制策略的分层结构设计方法,使控制逻辑更为简明、清晰,同时兼顾了功率流的优化配置与动态过程的品质控制要求.     

基于层次支持向量机的区域战略交通控制策略优化方法

针对传统交通控制系统中控制策略无法动态响应交通状态变化的问题,提出了一些评价区域交通状态的指标,并基于这些指标提出了一种基于层次支持向量机的区域战略交通控制策略优化方法,设计了两种层次支持向量机优化结构。最后基于VISSIM4.2和Matlab 7.01平台,开展了一些模拟试验来验证所提出方法的性能。仿真结果表明,基于组合二叉树的层次支持向量机的优化方法能够更有效地、准确地响应于时变交通流。     

本田INSIGHT控制策略仿真研究

对本田Insight混合动力电动汽车控制策略进行了研究,通过ADVISOR仿真软件对不同道路循环工况和不同控制策略下进行了仿真计算分析．对混合动力电动汽车控制策略的研究与开发具有参考意义．     

混合动力电动大客车模糊控制下的仿真分析

针对不同道路循环工况,分析驾驶员控制过程,提出了一种模糊逻辑控制策略。应用仿真软件ADVISOR建立控制策略模型,通过多种道路循环和不同的控制策略进行仿真分析。结果表明,该模糊逻辑控制策略有较好的鲁棒性,能合理分配发动机和电动机的转矩,保证了混合动力客车优良的燃油经济性和排放性。     

敏捷导弹直接侧向力与气动力复合控制策略

针对直接侧向力与气动力复合控制的敏捷导弹,提出了一种基于自抗扰控制方法和动态控制分配技术的复合控制策略。根据导弹纵向动力学模型设计自抗扰控制器,得到建立导弹攻角所需的期望控制力矩。采用动态控制分配将期望控制力矩映射到空气舵和固体脉冲发动机阵列,从而实现导弹对攻角指令的快速精确跟踪。自抗扰控制器具有对模型参数变化和外部扰动不敏感的特性,适用于敏捷导弹侧向喷流气动干扰较大的情形。动态控制分配技术则可以综合考虑执行机构的动态特性和饱和约束对期望控制力矩进行合理分配。仿真结果表明,本文提出的复合控制策略可以快速跟踪攻角指令,适用于敏捷导弹直接侧向力与气动力复合控制系统设计。     

无级变速汽车动力传动系统控制策略研究

针对汽车行驶工况复杂多变,且其传动系统输入输出具有强耦合的特点,传统的控制算法很难满足要求,为此提出了油门——速比协调控制的综合模糊控制策略,设计了油门自组织模糊控制器和速比参数自调整模糊控制器,并对典型运行工况进行了仿真和分析,仿真结果表明综合模糊控制器与常规PD控制器相比前者具有良好的控制效果,通过整车道路试验进一步验证了所建模型的正确性,所提出的控制算法是可行和有效的,解决了动态过程中无级变速汽车动力性和经济性相协调的问题.     

Energy control strategy for parallel hydrostatic transmission hybrid vehicles

Aimed at the relatively lower energy density and complicated coordinating operation between two power sources,a special energy control strategy is required to maximize the fuel saving potential.Then a new type of configuration for hydrostatic transmission hybrid vehicles(PHHV) and the selection criterion for important components are proposed.Based on the optimization of planet gear transmission ratio and the analysis of optimal energy distribution for the proposed PHHV on a representative urban driving cycle,a fuzzy torque control strategy and a braking energy regeneration strategy are designed and developed to realize the real-time control of energy for the proposed PHHV.Simulation results demonstrate that the energy control strategy effectively improves the fuel economy of PHHV.     

结合浮动车技术的SCATS自适应控制策略生成技术

针对SCATS信号控制系统存在的两个问题:相位差实时优化能力差和备选方案固化,尝试结合浮动车技术研究了SCATS自适应控制策略生成技术。通过改进地图匹配算法,提高浮动车路段行程时间估计精度,从而提高相位差实时优化能力以及模型的输入数据精度。同时根据实时的检测器数据和浮动车数据,采用模糊神经网络以及多属性决策技术自适应生成控制区域交叉口的配时参数。最后,以上海某SCATS控制区域为仿真路网,以SCATS采集的检测器数据及浮动车数据为仿真输入数据,以Paramics V6为仿真平台对本文模型进行验证,结果表明能够提高系统的控制效率。     

大型光伏电站无功优化协调控制策略

为解决光伏电站因各种扰动引起的电压越限问题,光伏电站应具备无功调压能力.在分析单台光伏逆变器无功容量和光伏电站无功与电压关系的基础上,提出了一种大型光伏电站无功优化协调控制策略.该控制策略采用PI控制器实现电压的无差控制,并协调无功补偿装置和逆变器的无功容量为电网提供电压支撑,同时根据无功线路损耗对逆变器无功进行优化分配.结果表明:该控制策略能保证光伏电站并网点电压稳定,降低站内线路损耗,验证了所提控制策略的正确性.