小型飞翼布局无人机控制律设计与试飞验证

针对无尾飞翼布局的无人机由于取消了水平尾翼和垂直尾翼,导致纵向、横航向的稳定下降,特别是横航向变为静不安定的问题,设计一种小型飞翼布局无人机全流程飞行控制律。以某型飞翼布局飞机的缩比飞机为控制对象,分析该飞机纵向与横航向的气动特性,采用特征结构配置方式,分别对纵向与横航向进行增稳设计。仿真与实际试飞结果表明：该控制律能够很好地跟踪期望的轨迹,并能有有效地抑制侧风扰动,具有良好的工程应用价值。     

飞翼无人机舵面控制分配技术

针对飞翼布局无人机各控制舵面之间耦合性强、实际舵机存在位置与转速约束等问题,提出一种基于效率分级的改进直接舵面分配策略。对各舵面进行操纵效率分级,针对每一级舵面提出一种改进的离散状态下的直接分配方法,并用实例对各舵面的操纵能力进行仿真分析。仿真结果表明:改进的直接分配法在舵面位置与转速2种约束同时存在的情况下,能提高分配的精度,抑制各通道的耦合现象。     

基于角速率的低配置小型无人机高度控制律设计

采用鲁棒伺服最优控制方法(robust servo linear quadratic regulator,RSLQR)设计了基于角速率的某小型无人机高度控制律。该方法将鲁棒指标和时域控制品质相融合,将跟踪误差扩展到系统动态模型中,利用线性二次型最优控制理论,设计了控制律结构和参数,实现了高度的无静差控制,保障了控制器的鲁棒性能。与常规控制器对比结果表明：基于角速率的控制器具有良好的高度跟踪效果和抗干扰能力,满足了小型低配置无人机的飞行控制要求。     

基于角速率的低配置小型无人机高度控制律设计

采用鲁棒伺服最优控制方法（RSLQR,Robust Servo Linear Quadratic Regulator）设计了基于角速率的某小型无人机高度控制律。该方法将鲁棒指标和时域控制品质相融合,将跟踪误差扩展到系统动态模型中,利用线性二次型最优控制理论,设计了控制律结构和参数,实现了高度的无静差控制,保障了控制器的鲁棒性能。与常规控制器对比结果表明：基于角速率的控制器具有良好的高度跟踪效果和抗干扰能力,满足了小型低配置无人机的飞行控制要求。     

某小型无人机近地飞行纵向控制律的设计与仿真

针对某小型无人机在起飞着陆的近地飞行阶段容易擦地的问题,提出一种用双超声波高度表精确控制俯仰角防止擦地的方案。建立该无人机近地飞行时的数学模型,结合飞机实际外形特点,采用双层回路进行俯仰角稳定控制,利用经典控制设计该机的纵向控制律,并运用2个超声波高度表来精确地控制小型无人机的姿态和轨迹。分析结果表明:该方案控制效果良好,可以满足近地飞行的纵向稳定和控制,保证飞机安全飞行。     

风扰动下的飞翼无人机静态投影控制

根据飞翼无人机特殊外形布局、气动性能及控制品质要求,在风扰动存在情况下,针对系统纵向俯仰通道和横侧向滚转通道,设计了基于鲁棒最优理论的静态投影控制器。分析了投影控制方法的一般原理,建立了飞行控制系统的鲁棒伺服模型,应用最优线性二次型调节器（LQR）方法构成鲁棒伺服LQR控制,并以闭环系统为参考系统,通过静态投影法则以输出反馈重构参考系统主体特征结构,避免了LQR方法中部分反馈变量无法精确测量的问题。仿真过程中对比验证了风扰动下常规PID姿态驾驶仪和静态投影方法的控制效果。仿真结果表明,所设计的静态投影控制系统响应速度快,且具有较强的稳定性和抗风扰动能力。     

基于模糊变结构控制的制导律设计

基于滑模变结构控制理论,对于导弹拦截问题提出了一种制导律;得出了纵平面内的制导律,并给出了一种基于模糊控制的消除颤振的方法 ;最后,对给出的制导律进行了全数字仿真,并对仿真结果进行了简要的分析.     

某小型无人机导航系统的设计

讨论了某小型无人机导航系统的设计方案和原理,阐述了其比例微分式导航控制律设计方法,分析了其算法的实现.     

航空制导炸弹制导控制律设计

根据命中精度和射程的要求,设计了某型制导炸弹的方案弹道。在滑翔段采用给定俯仰角飞行的方法,以降低马赫数,使炸弹尽快脱离跨音速飞行状态;在俯冲段采用比例导引法,导引炸弹命中目标。给出了俯仰、偏航和滚转三通道控制律,提出了控制参数的选择方法。仿真结果表明：所设计的弹道具有射程远、精度高、易实现的特点,具有较高的实用价值。     

模糊控制与特征结构配置方法在飞行控制律设计中的应用

将特征结构配置与模糊控制理论相结合对飞机侧向偏离控制律进行设计.首先介绍了特征结构配置的原理和反馈增益矩阵的算法,在此基础上结合带优化修正函数的无量化模糊控制规则自调整方法对闭环系统进行鲁棒控制器设计.该控制策略以特征结构配置作为内环控制器,模糊控制器作为外环控制器,使控制系统具有较好的动态性能和较强的鲁棒性.仿真结果表明系统获得了较好的动态性能,并且有效抑制了内部参数摄动对系统的不良影响.     

水下航行器控制系统的动态输出反馈稳定重构设计

本文以水以航行器一类控制系统为应用背景,着重研究了当故障系统状态维数n,输入维数mf,输出维数rf不满足mf rf-1≥n条件时的控制系统重构设计方法。通过在反馈回路中引入一动态补偿系统。将被控系统和补偿系统视为一增广系统。适当选择补偿系统的维数l,使增广系统的n l个闭环极点可任意配置。从而使重构后的系统性能尽量恢复到故障前系统的性能,这种方法的优点是,不论系统发生什么故障,只要故障后的系统可控,可观测,总可以通过引入具有适当维数的动态补偿系统,使增广系统的n l个闭环极点可任意配置。从而达到重构后的系统性能最大程度地恢复到故障前系统的性能的目的,同时这种方法可以保证重构控制系统的稳定性,应用本文方法设计的某型水下航行器航向和横滚耦合的重构控制系统及仿真结果说明本文方法的有效性。     

基于特征结构配置的非线性控制器在直接力控制中的应用

针对直接力控制中的直接升力模态，文中提出了一种基于特征结构配置法的非线性控制器。仿真表明：采用该控制器的飞行控制系统实现了纵向力矩之间的解耦，并具有良好的动态性能和较强的鲁棒性。     

基于EA、LMI与ANN的平流层飞艇纵向智能增稳控制系统设计

文中描述分析了平流层飞艇的特点．建立了飞艇的六自由度数学模型，并对其进行了线性化。获得了状态空间表达式。对得到的线性系统进行了特性分析．并将纵向运动划分为三个模态。为了改善飞艇的稳定性。在空域中选定若干设计点。利用基于LMI的EA对其进行了控制器设计，然后利用神经网络形成了神经网络控制器，达到了控制器全空域泛化的目的。结合实际数据对加入控制器后的飞艇模型进行仿真．仿真结果表明了这种设计方法的有效性。     

电动舵机系统控制律的一种工程设计方法

提出了电动舵机系统的位置、转速和电流三闭环控制结构,建立了电动舵机系统的数学模型,详细阐述了三闭环调节器的工程设计方法.仿真和实验表明,该方法简便易行,能够保证系统具有良好的稳态、动态性能和鲁棒性.     

飞翼飞机新型操纵舵面故障效能影响分析

飞翼飞机通常采用升降副翼与阻力式方向舵作为操纵舵面,此类舵面的操纵特性与常规舵面区别较大。为研究新型舵面故障情形对飞翼飞机操纵效能的影响,基于舵面的操纵耦合特性,采用可达力矩集方法分析了卡死、松浮、受损三类故障对三轴操纵效能影响,并对比总结了新型操纵面与常规操纵面故障情形对操纵效能影响的区别。研究结果表明,升降副翼故障对飞翼布局飞机的滚转和俯仰操纵能力产生较大的影响,升降副翼卡死故障对效能影响最大;阻力式方向舵发生故障后仍保留一定的偏航操纵能力,同时耦合效应会导致其对俯仰操纵能力产生显著影响;而松浮故障对偏航操纵能力的影响最大。     

小展弦比无尾飞翼式无人机控制律研究与仿真

无尾飞翼布局无人机具有高气动效率、结构强度以及良好隐身特性等突出优势,但也具有控制性能不佳的缺点。以某型小展弦比飞翼式无人机为研究对象,基于CFD仿真计算和风洞试验得到的气动数据,分析该型无人机的稳定特性,讨论了嵌入面式操纵面对小展弦比无人机的优劣。主要分析该无人机纵向模态,进而设计了飞行控制系统,搭建了飞机模型,并使用MATLAB仿真飞行过程,验证了控制系统的可行性,为飞翼无人机控制系统的设计提供参考。     

基于自适应拦截制导律的多目标分配准则

针对空间多目标任务分配和拦截导引问题,以顺逆轨自适应拦截制导律为基础,对 OTPN 的多目标分配策略进行研究,建立了以拦截任务等级序列准则为核心的多目标分配及拦截导引参数配置方法,并进行了多目标拦截数值仿真.仿真结果表明:该方法简单易行,反应灵活,计算量小,解决了以往多对多拦截中只能基于单一拦截模式的不足,在保证最大的拦截成功率的同时可充分发挥顺、逆轨拦截模式的优势并具有灵活的应变调整能力,可以满足多对多拦截中目标分配和拦截效果达成的需求.     

基于RBF神经网络的空空导弹控制器设计

应用倾斜转弯（Bank to Turn，BTT）及推力矢量控（Thrust Vector Control．TVC）技术设计并建立了空空导弹六自由度模型。在此基础上考虑气动参数变化和建模不确定性引起的误差对导弹控制系统的影响，为消除误差影响，引入RBF神经网络分别对快慢回路进行补偿，利用李亚普诺夫（Lyapunov）稳定性定理推导了神经网络权值、中心及带宽的自适应规律，并证明了闭环系统的稳定性。通过对某型空空导弹大机动仿真研究，结果表明RBF神经网络自适应控制方法补偿作用显著，不仅改善了控制系统的动态性能，而且使系统具有良好的抗干扰和容错能力。