基于简单自适应控制的鲁棒飞行控制律设计

为了提高飞行控制系统的鲁棒性和抗干扰性能,提出一种基于简单自适应控制的飞行控制律设计方法。根据简单自适应控制应用条件,需要保证飞行控制系统满足正实性的要求,为此引入并联前馈补偿器,将其转化为同时镇定问题,并利用YALM IP工具箱对相应的线性矩阵不等式进行求解;在PI调节律中引入了对误差的积分项以更好地抑制外部扰动;以某型飞机侧向飞行控制系统为例,针对系统参数摄动和承受有界干扰情况,对所提出的方法进行了仿真分析与验证。结果表明利用该方法设计的飞行控制系统在跟踪参考输入信号时具有较好的自适应跟踪性能和鲁棒性能。     

自适应串级自抗扰弹性飞翼无人机姿态控制

文中针对飞翼无人机因其宽泛的飞行包线和特殊的布局带来的飞行控制技术难点,给出了一种自适应串级自抗扰飞翼无人机宽包线控制算法。首先,推导了适用于该算法的弹性飞翼无人机的非线性数学模型;其次,分别设计了弹性飞翼无人机的内环和外环自抗扰姿态控制器。自适应自抗扰控制器利用扩张状态观测器进行估计并动态反馈补偿,再利用NLSEF 抑制补偿残差;不需要无人机精确的模型参数,也无需精确的气动参数及摄动界限。仿真分析显示所设计的自适应自抗扰控制器较好地解决了弹性飞翼无人机从低空低速到高空高速的鲁棒控制,能够克服干扰及气动模态参数大范围摄动的影响。     

基于Matlab辅助无人机飞行控制律设计

飞行控制律直接决定着无人机的飞行品质和飞行性能,在无人机系统工程设计过程中飞行控制律设计是必不可少且至关重要的一环。文章结合无人机工程设计经验,系统性讲述通过Matlab软件辅助无人机飞行控制律设计的过程,涉及从对象建模至控制系统参数选择,且提供了设计实例演示。     

飞翼无人机蛇形机动鲁棒飞行控制设计

针对样例飞翼布局无人机航向不稳定并且拥有多组气动操纵面的特点,首先利用神经网络建立无人机逆模型,实现控制指令到多舵面之间的映射。在此基础上从滚转通道和偏航通道分析了蛇形机动控制原理,设计了基于线性最优二次型鲁棒控制和PI控制相结合的蛇形机动控制律,在实现滚转角和航迹角快速响应的同时快速消除侧滑角。从仿真结果来看,该控制律能够有效抵御外界干扰,维持系统的响应品质,保证控制的稳定性和鲁棒性。     

一种小型固定翼无人机飞行控制系统设计

阐述了小型固定翼无人机的双层PID飞行控制原理,并从系统设计角度出发,以Intel Atom E645C处理器为内核,设计了一种具有高处理能力和低功耗特点的无人机飞行控制系统。实验的结果表明,该系统性能优越,具有良好的可扩展性,军用和民用领域均具有广阔应用前景。     

基于改进Fuzzy-PID控制理论的无人机纵向飞控律设计

针对无人机飞行中存在大量的随机干扰和不确定误差等问题,常规的PID控制器不能满足高精度、高灵活性和强适应性的要求,提出了基于改进Fuzzy-PID控制理论的飞控律设计。该设计使用模糊规则下的切换开关来完成PID控制和Fuzzy控制输出量的加权,使控制具有两者的优点。通过调整模糊隶属度函数参数,可以得到系统的最佳控制方案。仿真结果表明:基于改进Fuzzy-PID控制理论的飞控律明显优于常规控制理论,具有较强的适应性和灵活性,在提高无人机的飞行控制系统性能上具有实际意义。     

基于自适应模糊理论的某型无人机起飞控制方法

基于合理简化的无人机纵向模型,设计了一种自适应模糊控制器,该控制器将Takagi-Sugeno模糊系统与等效控制器相结合,以增强系统的鲁棒性.只要求预先知道系统的相对阶以及未知函数的上下界即可,不需要精确的数学模型.Lyapunov合成方法证明了跟踪误差能趋近于零且其余的控制信号均有界.最后,结合优先级按比例分配的控制分配器,给出了存在扰动情况下飞行控制系统的仿真结果,表明即使在模型部分未知的情况下,该系统仍然能够达到飞行控制的指标性能和品质要求,验证了该方法的有效性.     

基于预测控制方法的UAV视觉编队飞行控制律设计

传统的无人飞行器(UAV)视觉编队控制律考虑约束的能力不足,制约了其工程实际应用。针对不足,基于预测控制方法设计了一种能够显式考虑约束的视觉编队控制律,该控制律通过滚动求解有限时域优化问题得到跟随飞行器(follower)的控制输入。利用相对距离变化率和视线方位角变化率预测值与实测值的偏差信息,提出了领航飞行器(leader)加速度的在线估计算法。仿真结果表明,所设计的编队控制律能够控制follower飞行器快速跟随leader飞行器形成期望的编队,所提出的leader飞行器加速度估计方法可行,具有较小的估计误差。     

基于滚转角速率的无人机横侧向控制律设计

针对某小型样例无人机横侧向转动惯量小、副翼效率高等特点,设计了以滚转角速率为内回路的滚转角、航迹角和航迹跟踪控制律。根据各控制指标与性能加权矩阵Q、控制加权矩阵R的关系,确定了Q阵和R阵,应用鲁棒伺服LQR优化方法,给出了滚转角控制律参数。与常规的滚转角控制器比较表明,以滚转角速率为主控变量的控制器抗干扰能力强,满足样例无人机横侧向控制的要求。     

鲁棒自适应控制的靶机蛇形机动控制律设计

针对样例靶机航向不稳定的问题,首先设计了增稳控制律,其次,根据蛇形机动动力学非线性特性,采用线性最优二次型鲁棒自适应动态补偿的混合控制方法,设计了横侧向蛇形机动指令跟踪控制律,实现滚转角和航迹角快速响应的同时兼顾快速消除侧滑角。同时,根据蛇形机动过程中通道之间的耦合效应,进行了解耦补偿控制。通过分析蛇形机动过程中各物理量的运动关系,设计出蛇形机动控制指令。最后,在Matlab/Simulink环境下进行了数值仿真验证,从仿真结果可以看出,蛇形机动控制律可以有效克服外界扰动,维持良好的指令跟踪的响应品质。     

可重构飞行控制系统的滑模自适应控制律设计

当飞行控制系统操纵面发生损伤故障时,结合自适应思想,采用滑模控制方法进行重构飞行控制系统的设计.采用单位向量法设计滑模控制器,这种控制器由线性部分和非线性部分组成.线性部分采用改进的线性二次型最优控制器法进行计算,而非线性部分采用自适应增益来更好地适应故障情况.利用某型飞机的纵向飞行控制系统模型进行仿真,结果表明,带有自适应增益的滑模控制方法不仅适合于正常情况下的飞控系统设计,而且对操纵面损伤故障情况具有较强的适应能力,与固定增益情况相比,具有更好的跟踪效果和重构控制效果.     

方向舵卡死无人机步出螺旋运动控制律的设计

为了解决方向舵卡死引起无人机步入螺旋运动模态,进而可能尾旋坠机的问题,提出了仅通过设计副翼通道的控制律使无人机步出螺旋运动的新方法。首先从方向舵卡死产生的力及力矩的分析出发,得出方向舵卡死且在航向稳定性大于横向稳定性时无人机会步入螺旋运动,仿真结果证明了该结论的正确性。然后把卡死的方向舵产生的影响当作常值扰动,通过设计副翼通道的控制律,实现了无人机改出螺旋运动按指定的滚转角以及偏航角飞行的预期目的。最后通过仿真实验,验证了所设计控制律的可行性。     

无人机飞行控制系统故障诊断专家系统设计

根据无人机飞控系统的特点及其智能故障诊断的需求,采用专家系统技术设计无人机飞行控制系统的故障诊断.该文在阐述无人机敞障诊断专家系统背景的基础上,构建了无人机飞控系统故障诊断专家系统的总体结构;详细论述了教障诊断知识库的建立和推理机的设计;并结合相关型号工程给出了具体的示例.经实际论证,本系统可正确对飞控系统故障进行全面...     

小型无人机飞控计算机设计

为了解决小型无人机对飞控计算机小型化和高精度要求的问题,设计以DSP为核心的主控模块,采用大规模逻辑器件CPLD进行地址译码,完成逻辑处理及隔离、驱动功能,配合接口芯片28C94和AD／DA转换芯片设计接口模块、数据采集模块及舵机驱动模块。基于模块化设计的机载飞控计算机具有体积小,功耗低,精度高的特点。系统集成试验和共计15h的验证飞行试验表明,该计算机处理数据的实时性满足5ms数据采集、20ms控制律解算的要求,其输出精度满足控制系统舵机驱动0．01V的要求,总体性能满足验证无人机系统的要求。     

基于垂直陀螺的无人机纵向姿态控制技术研究

为了有效的减少飞行控制系统配置,降低成本,本文提出了基于垂直陀螺的无人机纵向姿态简化配置控制方案,分析了纵向姿态简化配置控制方案的理论依据。针对该简化配置特性,以某小型无人机为分析对象,采用简化配置方案设计了相应的纵向姿态控制律,并通过采用重心后移降低稳定性对控制系统鲁棒性进行验证,分析了对简配控制方案的适用对象特性和控制效果。     

多旋翼无人机的嵌入式自主飞行控制系统设计的研究

本文在分析研究中,以多旋翼无人机作为研究对象,按照多旋翼无人机所在实际操作过程中所具有的特征,对于嵌入式自主飞行控制系统进行设计研究,让多种类别多旋翼无人机在实际飞行过程中,能够被嵌入式自主飞行控制系统所管理.     

某无人机飞控系统半实物仿真平台设计

介绍了某型无人机飞控系统半实物仿真平台的总体功能,阐述了该平台的硬件选型原则、选型方案、基本功能及自制部件的设计过程,对各分系统仿真软件设计框架进行了描述。最后,通过实际仿真对平台的设计功能进行了验证。该平台也可用于对无人机飞行品质的仿真评估,以及无人机指挥操控人员的日常模拟训练。