基于自抗扰控制的变体飞机机动控制研究

针对变体飞机变体过程中的模型不确定性和机动过程中遇到的扰动等问题,提出一种基于自抗扰控制的变体飞机机动控制方法,用于消除模型不确定性和外界扰动的影响以及提高机动控制的快速性和准确性。建立变体飞机非线性运动模型并分析变体飞机变体过程对飞机影响机理;采用自抗扰控制技术设计角速度鲁棒控制律;在扰动影响下分析了自抗扰控制律的控制性能;在气动参数扰动下结合变体过程,选取上半滚倒转机动验证所设计控制律的性能。数值仿真结果表明,自抗扰控制器能够消除模型不确定性、外界扰动和不同通道间的强耦合作用,完成上半滚倒转机动的控制,具有较好的解耦效果和较强的抗扰动能力,并且通过变体可以有效地提高飞机的机动性能和操纵面的控制裕度。

无人机自主编队飞行控制的技术问题

从未来无人机的性能需求出发,详细描述了无人机编队飞行的功能特点和核心技术。根据无人机的任务要求,将编队飞行分为作战编队、侦察编队和混合协同编队,同时研究了编队飞行控制的关键技术,并对无人机编队重构技术进行了探讨和分析。

无人机自适应编队飞行控制设计与仿真

编队飞行对于完善无人机的功能和生存能力具有重要意义。以两架紧密编队飞行的无人机为研究对象,考虑到外部干扰和噪声的影响,建立了编队飞行动力学模型;根据编队飞行控制系统的特点,使用直接自适应控制技术对无人机进行编队飞行控制,使得飞机具有良好的模型跟踪能力;同时采用PID控制器使得系统快速跟踪指令;最后分析了所设计系统的稳定性。仿真结果表明设计的编队飞行控制系统具有较强的鲁棒性和自适应跟踪性能。

双机编队飞行自适应神经网络控制设计与仿真

飞机编队飞行控制的关键技术就是保持编队队形并且跟踪指定的飞行路径。考虑到编队飞机之间的相互影响,根据相对位置和全局坐标系统(编队中心)采用混合控制结构对编队飞机进行控制,使用神经网络自适应控制技术使得两机具有良好的模型跟踪能力,以便于僚机实现良好的跟踪,保持编队之间的相对距离;同时设计三通道神经网络混合PID控制器使得飞行控制系统快速跟踪指令,保持编队队形。以两架无人机为研究对象进行仿真,结果表明设计的编队飞行控制系统具有较强的稳定性和自适应跟踪性能。

飞控系统余度管理算法在VxWorks中的实现

利用余度技术可以大大提高飞行控制计算机系统的可靠性和容错能力,余度设计的关键技术就是余度管理策略和方法,系统的故障容错能力主要是通过系统的余度管理来实现的。在有效的余度管理算法研究的前提下,结合嵌入式实时操作系统VxWorks的特点,详细描述了二余度飞控计算机系统余度管理算法在VxWorks中的调度策略。给出了设计流程和操作过程。采用这样的设计使得系统结构紧凑,提高了系统的实时性和安全性要求。

基于LSD检测的无人机视觉着陆定位算法

针对复杂电磁干扰和拒止环境下固定翼无人机自主着陆的应用场景,提出了一种基于LSD的无人机视觉着陆定位算法,通过检测跑道的左右边线以及起始线对无人机进行定位;根据机场跑道的形态学特征,构建机场跑道数据模型,并对实验所用相机进行标定,采用灰度化和高斯滤波对采集到的图像进行预处理,采用LSD直线检测算法以提取跑道的直线特征,设计几何滤波策略从直线特征中提取出跑道的三条边线,采用蒙版技术以提高检测算法的抗干扰能力;根据相机成像原理推导出基于线检测的PNP定位算法,通过检测得到的机场跑道线在像素坐标系下的位置信息求出无人机相对于跑道的三维位置;分别在视景仿真环境和真实机场环境进行检测和定位解算,结果满足无人机着陆定位实时性和准确性的要求,从而验证了视觉着陆定位算法的有效性。

解析余度关键技术研究与发展趋势

解析余度的研究对提高系统的容错能力具有重要意义,对解析余度的发展、研究内容等进行了介绍,探讨了这一领域的一些重要问题,主要内容包括参数估计、观测器/滤波器、等价空间、基于知识的解析余度技术和解析余度集成设计技术,并对解析余度的发展趋势和研究热点做了简要的分析与讨论。

自监控二余度飞控计算机系统设计

提出了一种自监控二余度飞行控制计算机系统结构,并运用马尔科夫模型分析了系统的可靠性和安全性,描述了其结构特点和工作原理。讨论了本系统的余度管理关键技术,设计了在实时嵌入式操作系统VxWorks中,双机之间运用共享内存方式和共享信号量进行数据传输的方法,并且给出了设计流程和操作过程。采用了软硬件相结合的方式实现了系统的同步,这样的设计使得系统结构紧凑,可靠性和安全性得到了很大提高,方案切实可行。

基于鲁棒自适应观测器的飞控系统传感器故障隔离与重构

考虑到飞行控制系统闭环反馈及实时的特性,设计了多个鲁棒自适应观测器用于传感器的故障隔离与重构.这样有效的抑制了噪声和模型不确定性,以及闭环传感器输出之间的相互影响.同时对残差进行时序概率比检验,避免了故障误报和漏报.应用某型战斗机地形跟随控制系统进行仿真验证,在保证闭环反馈系统稳定的前提下,实现了传感器的在线故障隔离与重构,达到了预期的效果.

基于直接自适应控制的重构飞控系统研究

通常,飞控系统重构设计需知系统的故障信息,而使用直接自适应控制技术可在不知道系统故障信息的情况下,对飞控系统操纵面损伤进行重构,并且可使故障飞机很好地跟踪参考模型的输出.采用优化算法设计反馈补偿器以保证故障系统的严格正实性,并利用Lyapunov函数证明重构系统的渐近稳定性.将该方法用于某型飞机侧向控制系统的设计,仿真结果表明,在操纵面严重受损的情况下,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。

一种故障诊断的贝叶斯优化算法研究

提出一种基于改进贝叶斯优化算法的故障模式聚类算法,通过结合贝叶斯优化算法中的先验知识来提高算法的可靠性和全局收敛性。将改进的优化算法应用到高维数据最优统计聚类分析中,可快速优化聚类参数,得到全局最优解。以飞行控制系统操纵面的故障诊断为例进行仿真验证,结果表明该算法结构简单、故障识别可靠。

飞机机翼故障的动态飞行包线估算方法

进行机翼故障情况下的飞行包线估算可为驾驶员正确操纵和包线保护控制提供必要的信息.考虑到飞机机翼故障的动力学特点,提出一种动态飞行包线估算方法.建立故障参数模型,应用最小二乘辨识算法进行气动参数辨识与故障诊断;基于参数辨识结果估算飞行包线;根据故障特点,分别对系统进行配平计算,在每个配平点建立飞行包线数据库,根据故障诊断结果实时调用包线库中的数据,形成当前时刻的飞行包线.

先进无人机六自由度运动建模技术研究

应用面向对象技术和软件模块化设计思想,建立了通用的无人机飞行包线内六自由度运动非线性全量高精度仿真模型库。用四元数代替欧拉角,建立无人机运动方程组,可有效地解决无人机大幅度的姿态运动。通过 Matlab 仿真研究,证明了该仿真模型库的重用性和可靠性.

基于神经网络改进算法的飞控系统故障诊断

应用神经网络技术对复杂的飞行控制系统进行故障诊断对提高飞机的可靠性和容错能力具有重要意义。为了提高网络的学习效率和稳定性,该文提出一种改进的径向基神经网络学习算法,使用混合共轭梯度优化算法对网络参数进行调整。利用神经网络对某型飞机的飞行控制系统进行故障诊断,仿真结果表明该神经网络具有较强的故障识别能力。

基于智能解析余度的容错飞控系统设计

常规的解析余度容错方法容易受到不确定因素和随机干扰的影响,本文以飞行控制系统为研究对象,提出基于智能解析余度的容错飞行控制系统设计方案,使用径向基神经网络的在线学习和全局逼近的性能,建立飞行控制系统传感器之间的解析余度关系,利用不相同传感器之间的解析关系进行残差分析从而进行传感器的故障隔离与信号重构.这样有效地抑制了测量噪声和模型不确定性.应用某型飞机进行仿真,实现了传感器的在线故障隔离与重构,验证了该方法的有效性.

基于神经网络的飞控系统实时容错设计与仿真

为了提高系统的可靠性与容错能力,提出了基于径向基神经网络的飞行控制系统传感器实时容错策略。利用改进的梯度下降优化算法来设计神经网络,以提高网络的学习速度和映射能力;基于网络的逼近性能,建立在线神经网络辨识模型;考虑到系统闭环反馈与实时控制的特性,使用多个辨识模型的信息进行传感器故障的定位和信号重构。应用某型飞机进行仿真,在保证闭环系统稳定的前提下,实现了传感器的在线故障隔离与信号重构,达到了预期的效果。

飞机翼面损伤的L1自适应重构控制方法研究

进行飞机翼面损伤下的重构控制对提高飞机的安全可靠性具有重要的意义,传统的自适应重构控制方法易产生高增益和高频震荡,提出一种基于L1自适应控制的重构控制方法,可同时满足快速自适应和鲁棒性特点;首先根据翼面故障对飞机气动特性的影响,建立故障参数模型,然后根据L1自适应控制快速自适应和鲁棒性的特点,选择合适的自适应律和滤波器进行重构控制器的设计,最后根据飞机升降舵翼面损伤情况进行仿真分析,结果表明文中所用方法可以进行部分翼面损伤的重构控制,能够快速响应和抑制高频震荡,重构控制取得了满意的效果。

谷氨酰胺对体外循环患者肠道保护作用的临床研究

目的观察体外循环(extracorporeal circulation,ECC)患者接受谷氨酰胺(glutamine,Gln)治疗后血清二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)、肿瘤坏死因子(tumor necrotic factor,TNF-α)水平的变化,以初步阐明Gln促进ECC患者肠粘膜损伤修复的机制。方法将24名ECC患者随机分成Gln组(n=12)和对照组(n=12),Gln组ECC前一周开始口服麦滋林颗粒,剂量为0.50g/(kg.day),对照组给予安慰剂。两组病例均按常规进行ECC术,分别于术前7天,ECC后2h,24h,72h抽外周静脉血5毫升。生化法检测血清DAO浓度,酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测血清TNF-α浓度。结果两组患者的血清DAO、TNF-α水平在ECC前无统计学意义(P>0.05),ECC后升高(P<0.05),并于2h达到峰值,而后下降。DAO于ECC后72h仍然高于术前,TNF-α则恢复到术前。Gln组DAO、TNF-α在ECC后2h、24h均较对照组降低(P<0.05)。结论ECC可引起患者血清DAO、TNF-α升高,提示ECC可导致肠道损伤,Gln可以在一定程度上降低ECC患者血清DAO、TNF-α水平,促进肠粘膜损伤的修复。