基于CMAC-PID并行控制的阵风减缓控制系统

针对高速飞机飞行在大气干扰下,产生强烈阵风干扰,飞机方程存在未建模扰动,传统PID难以保证控制稳定效果,提出了基于粒子群优化策略的CMAC-PID并行控制的直接升力控制方法,并将其应用于飞机阵风减缓控制系统的设计中.采用乘坐品质舒适指数作为适应度函数,通过粒子群优化,得到PID控制器参数为神经网络训练提高导师信号.在系统运行中,PID控制器输出逐渐趋近为零,CMAC网络控制输出逐步取代PID控制输出,成为控制器主要控制信号.仿真结果表明,提出的方法比传统PID控制器能够更加有效的起到阵风减缓效果增加稳定性.     

飞控系统传感器故障诊断的在线方法研究

传感器是飞行控制系统当中的一个重要组成部分,在系统中往往利用传感器的各个输出来建立飞机的动态状态;因此,实时准确的对传感器进行故障检测和识别可有效地提高系统的安全可靠性;提出一种带有可变遗忘因子的BP神经网络在线递推学习算法,应用改进的算法对飞行控制系统的传感器故障进行实时在线的检测和识别,且利用神经网络的输出对系统进行重构;仿真结果表明提出的方法可准确的对传感器的故障进行故障诊断和容错控制.     

液态二氧化碳相变破岩振动能量分布研究

采用Hilbert-Huang变换方法对地铁基坑开挖工程中液态二氧化碳相变破岩时引起的振动信号的频谱特征、能量分布进行了研究。结果表明, 液态二氧化碳相变破岩时引起质点振动的频率主要分布于0~100 Hz范围内, 能量主要集中于0~20 Hz, 且随距离增加能量逐渐向高频带集中分布; 一定距离条件下能量分布主频带内的垂向分量能量比例最高, 水平径向次之, 水平切向最小, 平均值占信号总能量的70%以上, 且随震源距增加逐步降低并趋于一致; 质点瞬时能量起伏与其振动幅值对应, 主要作用于0~0.5 s的时间段内。     

基于自适应神经网络的飞控系统辨识技术研究

建立复杂的非线性飞行器辨识模型对提高系统的状态监控和控制性能具有重要意义。文中提出一种变结构的在线径向基神经网络学习算法,使用梯度下降法对网络参数进行优化。利用径向基神经网络对某型飞机非线性动力学系统进行辨识,仿真结果表明设计的算法满足在线辨识的要求。     

基于鲁棒跟踪控制的飞控系统自适应重构技术研究

应用多模型自适应控制技术可以有效地抑制作动器故障引起的参数大范围跳变。基于多模型自适应控制思想,提出了一种基于鲁棒跟踪控制的飞控系统作动器故障重构设计方法。首先建立作动器故障参数模型;然后根据故障的随机性,设计一系列并行的辨识模型,每个模型对应一种故障,同时对应于每个辨识模型建立一个控制器;最后根据飞行品质的要求,设计鲁棒跟踪控制器,由于控制器采用了积分项,可很好地抑制扰动。用该方法对某型飞机纵向控制系统进行仿真,结果表明在升降舵严重受损的情况下,飞机仍能保持良好的性能。     

直接自适应鲁棒飞行控制技术研究

为了克服不确定因素的影响,提出了一种基于直接自适应控制的鲁棒飞行控制系统设计方法,首先采用优化算法设计了补偿器以保证系统的正实性并且使得系统对模型不确定性具有鲁棒性,然后根据飞行品质的要求选择参考模型以实现良好跟踪,同时采用对误差的积分以加强控制系统的鲁棒性,接着利用李亚普诺夫稳定性定理证明了系统的渐近稳定性,最后应用某型飞机侧向控制系统进行仿真,结果显示所设计的飞行控制系统具有良好的自适应跟踪性能和鲁棒性能.     

基于UKF的水下航行器IMU故障检测与诊断方法研究

惯性测量单元（IMU）作为水下航行器导航系统关键传感器,其可靠性直接影响航行器的导航性能。为了提高IMU的容错能力,本文提出一种基于无迹卡尔曼滤波（UKF）算法的IMU故障诊断技术。首先根据水下航行器的动力学方程和导航系统特点,建立描述IMU故障与导航状态量关系的解析模型;接着基于UKF非线性滤波的特点,进行导航滤波解算,基于此,提出了解耦矩阵法以实现IMU的故障检测;并且根据无迹卡尔曼滤波器新息正交原理,提出了实时估计IMU故障的方法,从而完成水下航行器IMU故障的在线检测与诊断。最后,通过实际航行数据验证了所提出算法的有效性。     

可重构飞行控制律设计的混合特征结构配置方法研究

将特征结构配置与模糊控制理论相结合对飞机侧向飞行重构控制律进行设计.首先介绍了重构控制律中特征结构配置的原理和反馈增益矩阵的算法实现,在此基础上结合带优化修正参数的无量化模糊控制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故障后系统的内环控制器,模糊控制器作为外环控制器,使系统获得较好的动态性能和较强的鲁棒性.仿真结果表明系统有效抑制了内部参数摄动对飞行任务的不良影响.     

一种基于多极裁剪的广义逆控制分配算法

广义逆控制分配法的分配效率取决于控制效率矩阵伪逆的选择,但是所有伪逆阵都不能实现转矩可达集的完全分配.为解决这一问题,本算法根据飞行包线内转矩向量的特点在转矩可达集空间的不同方向上对伪逆阵进行裁剪,使不同包线区域内的转矩向量经过不同的伪逆阵进行分配,从而来提高广义逆控制分配法的分配效率.为验证改进算法的有效性,利用某飞机的数据进行仿真验证,结果显示该算法可以对转矩可达集内的转矩实施有效的分配,显著提高了分配器的分配效率.     

求解动态优化问题的自组织进化算法

为在环境发生变化后跟踪最优解的变化,提出一种自组织单变量边缘分布算法(SOUMDA)来求解动态优化问题.自组织策略包含扩散和惯性速度模型,扩散模型利用当前环境的局部信息使群体向外扩散,惯性速度模型利用最优解的历史信息进行预测.将自组织策略与单变量边缘分布算法(UMDA)结合,使得算法在环境变化后自适应地增加种群多样性,提高算法适应能力,快速跟踪最优解.利用动态sphere函数对所提出的算法进行测试,并与iUMDA和UMDA算法进行比较,结果表明所设计的算法能快速适应环境的变化,跟踪最优解.