基于线性优化的碟形飞行器预测控制系统设计

针对碟形飞行器设计了基于线性优化方法的预测控制系统,实现了变质量矩/推力矢量复合控制的一体化设计,简化了系统设计过程.仿真结果表明,这一设计能够获得良好的控制性能.     

碟形飞行器复合控制系统工作范围研究

针对碟形飞行器变质量矩／推力矢量复合控制系统,设计了PD控制器并进行了仿真研究．接着将复合控制与单独控制的输出跟踪输入的范围情况进行了对比,发现复合控制输出跟踪输入幅值范围等于单独推力矢量控制和单独变质量矩控制输出跟踪输入幅值范围的线性叠加,即“1＋1=2”,并进行了理论证明。然后针对系统设计了变结构控制器,进行仿真研究后发现,复合控制能够跟踪输入最大值,能够大于单独推力矢量控制和单独变质量矩控制,能够跟踪输入最大值之和,即出现“1＋1〉2”的效果。     

碟形飞行器复合控制的非线性分配策略研究

针对碟形飞行器变质量矩／推力矢量复合控制系统，研究了以输出误差为参考量的非线性控制分配策略。仿真表明，这一设计实现了两种控制方式的优势互补．又避免了强制切换控制方式所引起的控制扰动，达到了良好的控制性能。     

高超飞行器的非线性预测姿态控制

针对高超飞行器姿态动力学模型多约束、多变量耦合和非线性的特点,采用预测控制理论设计了时变自适应控制器.根据奇异摄动理论将复杂的动力学分解为快慢内外环动力学,直接对非线性系统伪线性化建模,把非线性优化问题转化为线性时变系统的次优化;将指标约束、输入约束、稳定约束转化为线性矩阵不等式(LMI)约束,在线滚动优化求解预测反馈控制律.结果表明,该控制方案保证了闭环系统的稳定性.     

碟形飞行器复合控制分配策略的设计与分析

针对碟形飞行器变质量矩／推力矢量复合控制系统，设计了以输出误差为参考量的两类复合控制分配策略．仿真研究表明，两类控制分配策略均实现了不同控制方式的优势互补，能达到较好的控制性能．此外，对两类控制分配策略的性能进行了分析比较．     

基于遗传算法的一类碟形飞行器的控制研究

为了改善传统PID控制器的控制效果,简要介绍了自适应在线遗传算法整定PID参数的控制方法,并将其应用于一类碟形飞行器的纵向控制系统中,仿真结果表明,采用自适应在线遗传算法整定的PID控制器具有良好的控制品质。     

基于动态逆的飞行器非线性鲁棒控制系统设计

将动态逆理论应用于飞行器控制系统设计中,设计非线性鲁棒控制器。首先进行动力学建模,然后基于动态逆理论设计非线性鲁棒控制器并给出仿真结果。仿真结果表明,与传统设计方法比较,该控制器具有较好的动态品质和较强的鲁棒性。     

基于动态逆和神经网络的飞行器控制系统研究现状

综述了非线性动态逆和神经网络方法及其在飞行器控制系统设计中的应用,并给出对非最小相位控制对象应用动态逆时,系统预先处理的两种方法.阐述了神经网络在飞行器控制系统中的应用方案及应解决的问题.     

先进预测控制在飞行器制导中的应用

提出了广义预测控制的一种监督扩展形式,主要目的是用于降低由建模误差所产生的对系统鲁棒性的影响.首先,对于单输入单输出情况,将其用于飞行器飞行路线角的自适应控制.并且将高性能递推最小二乘估计器与基于模型的估计器进行比较.最后,把上述算法扩展到两输入两输出系统,对一种巡航导弹的侧向控制进行仿真验证.     

带襟翼的飞行器非线性控制系统分析和设计

以襟翼作为执行机构的面对称飞行器,研究其控制能力和自动驾驶仪设计。襟翼作为执行机构相比传统全动舵缺少方向舵,对缺少方向舵类型的控制方式,推导出此情况下的面对称飞行器动力学模型。基于该模型描述的非线性控制系统,采用微分几何方法进行能控性分析,证明该系统的弱能控性;应用求解状态依赖的Riccati方程方法,以襟翼为执行机构的面对称飞行器,设计非线性最优控制器。仿真结果表明,在系统弱能控性的基础上,设计的控制器能够在缺少方向舵的情况下,使得滚转角和纵向过载快速地跟踪指令。同时验证了飞行器双通道控制的可行性。     

一类碟式飞行器的线性-自适应Terminal滑模混合控制

提出了一种新的线性-自适应Terminal滑模混合控制,把线性状态反馈控制和自适应Terminal滑模控制结合在一起.Terminal滑模控制能够使误差在有限时间内快速收敛到零.在介绍Terminal滑模概念和自适应Terminal滑模方法的基础上,设计了基于质量控制的飞碟的相应控制器.基于质量控制的飞碟是一个多输入多输出的高阶非线性系统.本文的方法保证了输出跟踪误差在有限时间内快速收敛到零,并且有比传统滑模控制更好的动态性能,最后仿真说明了本方法的有效性.     

非线性预测控制在质量矩导弹姿态控制系统设计上的应用

以所建立的质量矩导弹数学模型为基础, 通过对模型合理地简化, 得到一个耦合的非线性动力学系统.考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和两个滑块伺服机构的协调控制问题, 用基于反馈线性化的非线性控制理论, 采用非线性预测控制, 解决了质量矩导弹姿态控制系统设计问题, 并且系统对于参数的不确定性具有很强的鲁棒性.仿真结果检验了这种方法的有效性.     

一种飞行控制数字信号处理系统设计

基于复杂可编程逻辑芯片(CPLD)设计技术和数字信号处理(DSP)技术,实现了飞行控制信息处理系统硬件,并且在系统软件设计中引入多任务调度,从而为飞行控制信号处理系统的软硬件工程化提供了有利条件。     

一类碟式飞行器无侧滑等效飞行研究

由于一类碟式飞行器具有独特的几何外形结构,详细证明了其侧滑飞行可以等效为无侧滑飞行的性质,根据这一性质,其侧滑飞行气动数据可以由无侧滑飞行的气动数据折算得到.推导给出了侧滑飞行气动数据由无侧滑飞行气动数据折算的折算公式,并且通过数值模拟验证了折算公式的正确性.     

一类碟形飞行器的积分滑模控制稳定性研究

针对一类碟形飞行器,引入一类积分型滑模面,设计变结构控制律,稳定飞碟的姿态角,并构造Lyapunov函数证明其稳定.然后提出一种协调推力矢量与质量控制的混合控制策略,以克服实际应用中控制量受饱和限制所带来的不利影响.仿真结果表明了该方法的优良控制效果.