基于遗传算法的LQG/LTR航空发动机性能优化

针对飞行控制系统控制器的设计中存在建模误差以及飞行过程中外界干扰的影响,采用LQG/LTR鲁棒控制方法完成某型战斗燃油机控制系统控制器的设计。为了提高战斗机控制精度,解决LQG/LTR鲁棒控制方法中存在的权矩阵Q和R选择困难的局限性,加入遗传算法,进行在线寻优。同时针对不同飞行条件下系统以及系统建模过程中造成的参数不确定性问题分别进行仿真,并与传统PID以及控制效果较好的基于遗传算法的PID控制进行对比仿真。理论研究和系统仿真结果表明,基于遗传算法的LQG/LTR控制系统与基于遗传算法的PID控制相比,不但具有良好的鲁棒性,而且响应快速,控制精度高,满足了战斗机飞行控制的要求。     

基于Dubins曲线的无人直升机轨迹规划

为提高无人直升机的控制性能,提出了一种基于Dubins曲线的轨迹规划算法,并对其各个部分的实现进行了研究和设计。该算法利用Dubins曲线原理对定点飞行任务的两点或者多点目标进行分析计算,寻找出一条最短的飞行路径,从而提高了飞行效率。根据无人直升机系统多变量、非线性和强耦合的特点,采用串级PID方法设计了飞行控制器,该控制器能够修正无人直升机的姿态和位置,从而提高了轨迹规划的稳定性和准确性。最后,以某小型无人直升机为实验平台表明了该轨迹规划算法和控制器的可行性。     

航空发动机LQG/LTR多变量控制器实验验证

针对航空发动机这一具有耦合和强非线性被控对象,引入了LQG/LTR多变量控制器设计方法,在介绍其原理的基础上利用该方法设计了某型航空涡扇发动机的LQG/LTR控制器;为了检验所设计控制器的性能,设计了硬件在回路仿真系统,从软件编程和硬件选型构建两方面介绍了仿真系统的设计方法,并利用构建的仿真系统验证了所设计的LQG/LTR控制器具有良好的鲁棒性和抗干扰性,表明LQG/LTR方法适合用于航空发动机多变量控制器设计,所设计的硬件仿真系统能较好的再现发动机及其控制系统的工作过程.     

LQG/LTR控制在无人机飞行控制中的实现及仿真

针对无人机飞行过程中存在的外界干扰以及传感器量测噪声的影响,采用LQG/LTR鲁棒控制技术,设计了无人机横侧向控制的最优控制器与最优滤波器(LQG),并且通过回路传输恢复技术(LTR)来弥补LQG设计的不足,完成了某型无人机横侧向控制设计,解决了飞机模型在随机干扰下控制系统可能出现的不稳定和控制精度不够的问题,并给出仿真.仿真结果表明,LQG/LTR鲁棒控制系统实现了无人机横侧向指令的精确跟踪,具有良好的鲁棒性,满足飞机横侧向控制的要求,具有一定的实用价值.     

微小型无人直升机建模与航迹跟踪控制

无人直升机航迹跟踪控制系统对控制器性能要求较高,而现阶段很多控制器对复杂航迹跟踪效果一般,误差较大,很难为真实无人直升机航迹飞行提供理论依据.针对上述问题,首先,对无人直升机外部进行PID控制器设计,并针对PID控制器提出一种改进粒子群算法对控制器进行参数整定.然后,采用改进人工势场法的航迹与无人直升机模型相结合的方式...     

LQG/LTR设计方法中的可变参数选择

LQG/LTR作为一种常见的多变量控制器设计方法,虽然设计步骤简单,但是设计过程中可变参数的选择却没有明确可行的参考原则,这一点使LQG/LTR方法的推广应用受到极大限制。该文以某型航空涡扇发动机LQG/LTR双输入-双输出控制器设计为例,给出LQG/LTR方法设计中可变参数和权矩阵的选择原则,并分析了按照这些原则所设计的发动机控制系统的性能。运用MATLAB仿真的结果证明,依据文中自由参数的选取方法可以获得理想的控制效果。     

侧向飞行控制律设计与仿真

线性二次型高斯/回路传递恢复方法(LQG/LTR)足一种多变量频域鲁棒设计方法,以良好的鲁棒性和解耦特性得到了广泛的应用.阐述了 LQG/LTR方法的基本原理,给出了方法的设汁步骤.针对某型飞机侧向通道的多输入多输出系统,运用LQG/LTR方法对其进行飞行控制律设计与仿真研究,提出在目标反馈回路设计中要注意的回题.最后将仿真结果与传统方法进行比较,结果表明LQG/LTR方法适用于飞机复杂的多变量控制系统,设计的控制系统具有良好的动态品质和鲁棒性.     

直升机贴地飞行模型跟踪控制器设计研究

为了设计直升机实施贴地飞行时的飞行控制系统,研究了基于内/外回路控制结构的直升机模型跟踪飞行控制器,引入了模型跟踪性能判据,分析了显模型的动态特性以及增益矩阵等参数的优化设计对控制系统模型跟踪性能的影响;对于贴地飞行中实施的鱼跃障碍机动飞行,设计了模型跟踪控制器,对于直升机对正弦形式垂向速率指令和俯仰指令的跟踪进行了仿真;通过对仿真结果的分析说明了模型跟踪控制技术在直升机贴地飞行控制中性能良好,有很好的应用前景.     

小型无人直升机浸入–不变集自适应控制

本文基于浸入–不变集理论,针对小型无人直升机存在的参数不确定性问题,设计一种新型的自适应控制器.利用基于Lyapunov的分析方法和La Salle不变性原理,进行闭环系统的稳定性分析,确保无人直升机姿态角的跟踪误差全局渐进收敛,以及闭环系统的稳定性.在无人直升机姿态飞行控制实验平台上,进行了无人机姿态跟踪控制实验.实验结果表明,本文所提出的控制方法具有良好的跟踪控制效果.     

小型无人直升机鲁棒飞行控制

针对小型无人直升机的全自主飞行控制问题,提出一种基于直升机悬停模型的快速优化H∞鲁棒控制器的设计方法,设计了基于降阶观测器的双闭环的飞行控制器.内环控制器采用H∞鲁棒控制技术,用于直升机飞行姿态的控制;外环控制器采用PD(比例-微分)控制技术,用于机体位移的控制.将设计的鲁棒控制器应用于研制的小型直升机飞行控制系统,实现了风扰环境下直升机的全自主定点悬停飞行.实验验证了该控制方法的有效性和鲁棒性.