高超声速飞行器应用保护映射的大包线控制律

针对高超声速飞行器模型具有高度非线性和易变的动态特性,应用保护映射理论提出了一种高超声速飞行器大包线控制律设计方法.首先,结合间隙度量理论建立高超声速飞行器线性变参数(linear parameter-varying,LPV)模型,然后设计控制器结构并计算初始点的控制器参数,并根据保护映射理论分析初始控制器使闭环系统稳定的参数区间,通过迭代运算自适应地获得满足性能要求的控制器参数集合.仿真结果表明,建立的LPV模型具有良好的精确度;所设计的大包线控制律能够满足高超声速飞行器的性能要求,并且保证系统在飞行域内全局稳定.     

锥体弹头的嵌入式大气数据传感系统组合算法

嵌入式大气数据传感（FADS）系统空气动力学模型基于钝头体推导,该模型适用于锥头体解算大气数据,但存在一定的模型误差.为消除模型误差,分析了锥头体模型误差产生的机理,提出了一种FADS系统组合算法,并对某一典型锥体弹头进行了仿真验证.仿真结果表明：动静压相对误差在0.05％以内,每组大气数据解算平均耗时在20 ms以内,该算法有效提高了大气数据解算精度和实时性.     

吸气式高超声速飞行器考虑控制约束的设计优化

为了能够获得性能卓越,可靠的吸气式高超声速飞行器(AHSV)设计,需要考虑其特殊动力学特性及控制系统的性能约束,研究面向控制系统设计的系统设计优化策略.首先,简要介绍了AHSV第1原理建模与参数化建模相关的问题与方法;其次,分析了AHSV系统模型与控制系统性能之间的约束耦合特性:系统模型的不稳定极点及其左特征向量与控制信号的饱和约束确定了反馈控制系统的零可控区域;系统模型右半平面(RHP)零极点对于反馈闭环系统灵敏度函数与补灵敏度函数具有峰值约束与带宽限制;最后,考虑系统模型与控制系统约束耦合的特性,根据选取的总体优化设计目标,介绍了系统本体与控制系统组合优化的相关策略.并简要分析了各优化策略的实用性及适用范围.对于AHSV考虑控制系统性能约束的优化设计提供了一种研究方法和设计思路.     

基于滑模控制的折叠翼飞行器辅助机动研究

基于滑模控制策略,研究了折叠翼飞行器辅助机动问题.分析了系统折叠角与气动参数的关系,把机翼折叠角看成额外的控制输入,构造了包含折叠辅助机动的飞行器动力学模型.针对非线性系统,加入混合干扰,设计了非奇异动态终端滑模控制(NDTSMC)器,能够较好地抑制折叠翼飞行器的不确定性,同时完成姿态跟踪控制.仿真结果表明,NDTSMC改善了折叠翼飞行器的控制精度和鲁棒性能,具有较好的抖振消除效果.与传统飞行器相比,加入折叠辅助机动的折叠翼飞行器拥有更高的机动性和抗干扰能力.     

基于复用与跨层技术的智能传感器的设计

智能传感器的设计是网络控制系统设计的重要内容。在工业以太网TCP/IP模型中,可以应用协议复用和跨层技术。基于复用和跨层技术,介绍了智能传感器的硬件和软件设计的过程。通过复用技术的应用,实现了传输层的多种协议的复用和分用;通过跨层技术的应用,实现了UDP/TCP协议在智能传感器这类现场设备中的应用。通过实验,对UDP/TCP的实时性能和复用效果进行了测试和比较,说明了复用的可行性和不同协议下实时性能的差异性,同时也说明了智能传感器设计的可行性和正确性。     

一种安装在飞行器机翼前缘的FADS系统方案研究

大多数大气数据传感(FADS)系统都是采用安装在飞行器头部表面的压力传感器阵列来感受大气压力分布,为了避免FADS系统对航电系统和火控雷达系统的影响,给出了一种安装在飞行器机翼前缘的FADS系统方案,推导了其空气动力学模型,给出了上洗角的修正公式,通过风洞测试曲线和理论曲线的比较可以看出:W-FADS系统在小迎角范围内精度较好,对测量大气数据是可行的。     

飞翼飞行器嵌入式大气数据传感系统算法研究

介绍了嵌入式大气数据传感(FADS)系统的测压孔布局和压力模型;分析了超定线性方程组的解法,并用广义逆矩阵A+计算其最小二乘解;建立了形压系数ε与马赫数M∞、迎角α和侧滑角β的确切的函数模型;提出了故障点的处理方法;并用神经网络实现对动压、静压的求解。计算结果表明:飞翼飞行器的FADS系统的算法能够满足设计要求。     

基于虚拟结构的自适应翼肋分布式协调控制

针对具有非线性关联大系统特性的自适应翼肋,提出了一种分布式协调控制方法;以自适应翼肋的模糊关联模型为基础,定义了自适应翼肋的每个驱动单元的虚拟结构,设计了虚拟结构的协调控制器,协调控制器之间交换耦合信息并且包含了驱动单元跟踪情况反馈;基于仿射型模糊控制理论,设计了驱动单元的跟踪控制器;将虚拟结构和驱动单元的动力学模型联合构成增广系统,严格证明了系统的稳定性并推导获得控制器设计条件;对自适应翼肋跟踪期望翼型的情况和变形过渡过程的翼肋形状进行了仿真,结果表明自适应翼肋能够达到期望翼型,并且变形过渡过程翼肋形状平滑。     

一种新的非最小相位系统的控制方法

非最小相位系统的控制中，需要抑制由不稳定零点引起的负调并同时缩短系统的调节时间．针对非最小相位系统负调与调节时间的相互影响及负调与不稳定零点的相互关系，提出将控制过程分为抑制负调阶段和跟踪输入阶段，并适时改变系统不稳定零点数，用遗传算法统一优化各阶段的控制器参数．仿真结果表明该控制方法大大减弱了负调，并同时缩短了调节时间，达到了良好的控制效果．     

倾转旋翼飞机起飞轨迹最优控制

为提高倾转旋翼机可靠性和安全性,必须对它的飞行轨迹进行控制,特别是在起飞和降落阶段.文中针对倾转旋翼飞机的时变非线性纵向动力学模型,沿给定的起飞轨迹建立小扰动线性化方程.通过线性二次型最优控制让飞机沿给定的起飞轨迹飞行.仿真结果表明,在初始扰动和有风作用下,垂直距离偏差均达到很小.