面向分级设计优化的飞行器参数化建模方法

针对飞行器气动隐身外形综合设计优化问题,提出合适的面向分级设计优化流程,建立适应该流程的渐进分层参数化建模方法;用基于敏度分析的参数影响程度分析方法筛选复杂设计变量;采用多学科设计优化（Multidisplinary Design Optimization,MDO）理论和差分进化算法进行飞行器气动隐身外形的综合设计优化.将该方法用于某飞行器外形设计优化,结果表明：该方法合理可行,可为飞行器外形多学科设计优化提供一定参考.     

亚轨道飞行器任务中止再入轨迹优化设计

针对亚轨道飞行器上升段由于动力故障任务中止时再入返回的问题,考虑飞行模型简化和故障后的燃料处理方案,通过遗传算法优化设计最优返回轨迹,优化时选取经向飞行航程最远作为性能指标,并采用遗传算法,解决用于再入轨迹优化所涉及的关键问题,并进行仿真。仿真结果表明,方法不但满足飞行器返回过程中加热率、过载、动压约束以及终端状态约束,能够通过飞行航程最远消耗飞行器能量从而安全着陆,而且可以较快地搜索到全局最优解,能够用于亚轨道飞行器故障再入轨迹的优化设计。     

再入飞行器变结构姿态控制律设计与仿真

研究飞行器再入问题,以美国X-34技术验证机为对象,提出了一种再入飞行器变结构姿态控制算法。为提高姿态控制的精度,通过设计内外双环控制器,并选择适当的趋近律和符号函数连续化方法来解决由于变结构控制带来的抖振问题。同时基于X-34反作用控制系统(RCS)配置方案给出了一种RCS控制模式。由于RLV存在两套姿态控制执行机构与气动舵面,提出了一种基于动压调节的混合控制策略。最后通过Matlab/Simulink仿真计算验证了在标称状态与加入扰动时的控制算法的有效性,具有良好的跟踪性能和强鲁棒性。     

基于变结构控制碟形飞行器复合控制方法研究

针对多输入系统的自由递阶变结构控制方法对碟形飞行器的复合控制问题进行了研究,问题在于如何协调执行机构之间的关系.为了优化系统的稳定性,通过对碟形飞行器所受合外力和力矩的分析可以得到碟形飞行器动质心运动动力学方程、动质心运动学方程、绕动质心转动的动力学和运动学方程、以及角度关系方程等数学模型,再进行小偏差线性化,得到纵向通道变质量矩/推力矢量复合控制线性化方程.其次,针对碟形飞行器变质量矩/推力矢量复合控制系统,设计了关于双输入系统的自由递阶变结构控制器,并进行了仿真.结果证明,与传统的PD控制器的仿真结果进行了对比.自由递阶变结构控制器对于正弦波的跟踪效果更好.     

一种基于PSO的多UAV协同航迹规划方法

本文针对多无人飞行器(UAV)协同执行任务的应用场景,提出了一种综合考虑任务分配和航迹规划因素的航迹规划算法。该算法借鉴微粒群算法(PSO)的思想,采用新的编码方式和优化策略。仿真实验验证了算法的有效性。     

微扑翼飞行中的生物和仿生力传感器述评

随着昆虫飞行机理和仿生扑翼飞行研究的不断进展,理解昆虫的传感系统并研制适于微型扑翼飞行器的仿生传感器逐渐成为目前关注的焦点,而MEMS的快速发展使得研制新型的仿生微型传感器成为可能。简要介绍仿生扑翼飞行中传感系统研究现状,对昆虫飞行中采用的力传感器原理、分类进行了介绍;重点分析了几种典型的力传感器;归纳和总结了基于昆虫毛状传感器、钟状传感器和平衡棒仿生,采用各种MEMS技术研制的微型力传感器的生产工艺和应用特点;探索和展望了仿生力传感器的发展特点和今后的发展趋势。     

天文-惯性组合导航技术在高空飞行器中的应用

综述了天文-惯性组合导航在高空飞行器中的应用和发展概况,在分析了国内外装载天文导航系统(CNS)/惯性导航系统(INS)的航空飞行器基础上,从工作环境、组合模式、导航解算等方面分析了CNS/INS的技术性能,指出CNS-INS组合导航更适用于执行长航时、高空飞行的航空飞机,能够满足航空飞行器对高精度导航系统的需要.概括了CNS/INS导航的特有优点,提出了发展CNS-INS组合导航的必要性,讨论了今后机载CNS-INS组合导航技术的研究发展方向.     

基于滤噪微分器的四旋翼飞行器控制

在飞行器的控制中, 角速率反馈可以提高控制系统的动态特性, 但速率陀螺价格昂贵, 且随运行时间的增加其性能会不断下降. 对此本文提出了一种基于滤噪微分器的四旋翼飞行器滑模变结构控制律. 该控制律使用的反馈信号仅由角度传感器得到, 而无需角速率传感器. 控制律中的角速率信息由王新华等设计的有限时间收敛的微分器得到. 本文通过数学证明, 给出了当测量信号中含有噪声时该微分器的理论跟踪误差上界. 仿真以及对四旋翼飞行器滚转姿态的控制实验验证了微分器的抑制噪声作用和控制算法可行性.     

横滚隔离激光捷联惯导系统稳定回路自抗扰控制

针对自旋飞行器高速自旋的特点,介绍了一种具有横滚隔离功能的捷联惯导系统,着重研究了横滚隔离激光捷联惯导系统稳定回路的自抗扰控制问题.通过对横滚隔离激光陀螺单轴稳定平台状态空间模型的分析,利用自抗扰控制思想,建立了二阶离散自抗扰控制算法.引入Stribeck模型模拟稳定回路的摩擦力矩,仿真分析表明,自抗扰控制的稳定回路可有效抑制干扰、跟踪指令角速度,具有精度高、收敛快、鲁棒性强等特点.该控制算法具有一定的工程实用价值.     

基于DM355的MAV机载视频及遥测数据处理系统

设计了一种适用于微型飞行器的机载视频压缩存储以及遥测数据采集系统.系统主要包括核心处理器DM355及其外围电路、CMOS图像传感器以及三轴陀螺、三轴加速度传感器、磁阻传感器等MEMS器件.给出了系统硬件电路的设计及关键器件的选择、视频数据的采集与压缩及存储流程并阐述了系统外围器件驱动程序的设计.该系统具有体积小、重量轻、功耗低等特点,满足了微型飞行器系统性能指标的要求.