一类基于神经网络的非线性时延系统的稳定性分析和控制

针对一类有参数摄动和时延的非线性不确定性系统．提出了一种稳定性分析方法。控制方案将鲁棒控制和神经网络控制结合起来．首先由线性矩阵不等式(LMI)设计了参考模型即系统线性部分的鲁棒控制器,然后用神经网络来消除系统建模不确定非线性部分。稳定性分析中综合了参数摄动、时延和神经网络权值．合理地选择Lyapunov函数证明了误差闭环系统的稳定性．

长空无人机驾驶仪的单片微机控制电路设计

本文研究了长空无人机系列驾驶仪的单片微机控制电路,经反复论证和优选,采用8752单片机构成基本的数字逻辑处理系统,并配以监控、黑匣子、接口和数模变换等电路。从而大大提高了控制系统的可靠性和控制功能。该电路取代了驾驶仪中传统的模拟电路。使长空无人机系列驾驶仪上了一个台阶。经各种试验和装机使用,取得了成功。

ADAPTIVE RECONFIGURATION CONTROL FOR FIGHTERS BASED ON WEIGHTED MULTIPLE-MODEL-STRUCTURE

Aimed at the complex flight control system of a fighter,a kind of robust adaptive control methods using multiple models is presented to make the control system track the given signal under different working conditions and to reconfigure the control law for some structural failures. Firstly,the multiple-model control structure is formed by several linear models and one fuzzy model. In the fuzzy logic way,weights of the multiple-model adaptive controller are obtained. Then,a dynamic structure adaptive neural network is introduced to stabilize the whole system and eliminate the influence caused by the frequent switching. Simulation results show that the control method is effective by demonstrating the normal flight process and the control simulation with failures.

无人机自动检测系统的设计与实现

为了解决无人机飞行控制系统传统测试设备专用性强、智能化不足的问题,本文研究了开关阵拓扑的优化方法,并应用综合仪器技术,与抗干扰技术,成功研制了一台基于PXI总线的自动检测系统(ATS),在单台装置中完成了飞行控制系统全部7种部件的性能检测任务。该自动检测系统实现了程序控制测试流程,无纸化电子记录实测数据,故障在线诊断处理等功能,测试精度高于传统测试设备的20多倍,检测时间缩短到到原来的1/20,已通过外场验收试验,并多次投入外场使用。

基于渐消卡尔曼滤波器的定位系统设计

针对无人机捷联式惯性导航系统(Strap-down inertial navigation system,SINS)定位精度低、全球卫星定位系统(Global position system,GPS)定位的非自主性,建立了一种无人机SINS/GPS定位信息融合系统。采用渐消Kalman滤波技术,有效防止了SINS/GPS组合导航系统的滤波发散。采用自适应运算法则,从理论上证明了渐消卡尔曼滤波器的稳定性,得到了滤波器稳定要求的新的条件,与以往研究比较,条件更为宽泛。分别进行了SINS/GPS常规卡尔曼滤波仿真和渐消卡尔曼滤波仿真,结果表明:采用渐消卡尔曼滤波技术在工程实践上可以有效提高无人机的导航定位精度,并且易于工程实现。

火箭助推无人机起飞发射段建模与仿真

针对火箭助推器对无人机发射的影响,对某型无人机发射过程中机体受到的外力和外力矩进行了理论分析和计算,重点研究了火箭助推器脱落瞬间机体的受力情况.在此基础上,建立了该型无人机起飞发射段数学模型,将其成功应用于基于Matlab/Simulink环境的发射段数字仿真系统,并进行了数字仿真.仿真结果表明:仿真中无人机的高度、速度和俯仰角等飞行参数的曲线均与试飞数据基本一致,所建立模型准确、可信;无人机起飞阶段舵面效率较低,必须调整好火箭助推器的安装角度,无人机才能成功发射.该模型可用于发射段控制方案的设计,为保证无人机发射试验成功提供参考数据.

基于ARM的某型无人机飞控计算机设计

作为无人机飞控系统的核心,飞控计算机通常采用基于嵌入式系统的实现方案;ARM嵌入式处理器及Linux嵌入式操作系统以其一系列优点在飞控计算机中具有广泛的应用前景;研究了基于ARM-Linux的某型无人机飞控计算机的实现方法,给出了系统总体设计方案,着重介绍了硬件电路的设计过程,列出了软件调试流程图,分析了调试结果;实践证明,该实现方法结构简单,功能强大,能够满足系统控制的要求,具有较好的实用性。

飞行模拟器发展中的关键技术

飞行模拟器是现代航空工业中必备的基础设备,它以飞行仿真为主体;文中简单介绍了飞行模拟器的基本组成和关键技术的发展,并着重介绍了飞行模拟器的核心飞行仿真系统的组成、建模和验证以及计算机系统和模拟器的性能测试评估系统,以及上述系统在飞行模拟器中所起的作用,最后给出了几项关键技术的发展趋势。

基于四元数互补滤波的无人机姿态解算

针对无人机低成本姿态解算这一基本问题,考虑到传统姿态算法运算量大、不易调试,采用微惯性单元(MEMS)测量无人机原始姿态数据,采用基于四元数的互补滤波算法,有效降低姿态解算的运算量,实现MEMS各传感器的信息融合。从理论上证明了基于四元数的互补滤波器的稳定性,分析了滤波器的性能。采用无人机真实数据验证了算法的有效性,解算得到的俯仰角、滚转角精度小于1°,航向角精度小于2°。与传统姿态算法比较,本算法简单有效、运算量小、易于调试。

AD7490与AT91RM9200的SPI接口及其驱动程序的实现

SPI总线系统是一种同步串行外设接口,它使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息;设备驱动程序作为操作系统内核和硬件之间的接口,是嵌入式开发的重要组成部分;该文介绍了串行外设接口(SPI)在高速串行模数转换器AD7490与ARM微处理器AT91RM9200的接口中的应用方案,给出了详细的硬件连接图和Linux下驱动程序的实现方法,为高速数据采集的嵌入式设备提供了一个解决方案。

基于C8051F040单片机+BU61580架构的1555B总线通信接口模块的设计

为掌握不同通信传输方式下1553B总线通信过程与协议芯片BU61580工作原理,针对目前国内外1553B总线通信接口模块的研制现状,研制出一种基于C8051F040单片机+BU61580架构的1555B总线通信接口模块,对该模块的硬件与软件分别进行设计,给出该模块在设计过程中应注意的问题,并以研华工控机内嵌GE多功能PCI-1553B总线板卡为上位机,以该模块为下位机,针对BC→RT、BC←RT、RT←→RT、广播消息以及方式指令5种通信传输方式,对该模块的功能进行试验验证,结果表明了其有效性。

MEMS陀螺随机误差建模与补偿

MEMS陀螺精度较低,随机漂移较大,严重影响系统的性能。对MEMS陀螺随机误差进行了时间序列分析,并建立了ARMA模型。使用MATLAB计算所选模型参数建立随机误差的系统方程,采用经典卡尔曼滤波器验证了在静态条件下,滤波后的信号标准差为滤波前的3.88%。针对动态条件下,常规卡尔曼滤波器滤波效果下降的问题,推导并设计了渐消卡尔曼滤波器。仿真结果表明,渐消卡尔曼滤波器能显著改善动态条件下的滤波效果,并且滤波精度较高。

高适应性低成本大型无人机导航与控制系统

设计的数字式导航与控制系统沿着高适应性低成本方向,综合考虑了大型高亚声速无人机可靠性和经济性,采用了起飞发射段控制律优化设计、高低空自适应变参技术和高性价比的组合导航策略。在保证飞行品质和降低系统成本的同时,扩宽了大型无人机的使用空域和地域范围。经过仿真试验和实际飞行验证,该系统控制飞机姿态稳定,定高效果好,飞行航迹与规划航路误差很小,系统的各项功能均得到实现,适应了"一个系统,多种平台"、"一种平台,多种用途"的大型无人机发展需要。

飞控PXI型自动测试系统的实现

为解决无人机飞行控制系统的多种类、多测点、宽功率、宽量程信号的自动检测要求,研制了一台基于PXI总线技术的自动检测系统,将拓朴模型化的设计思想应用到接口适配器组件的开关网络,分别设计了电源开关阵、测点测试开关阵、万用表端子开关阵的控制模型,建立了测点与供电电源和测试资源间的映射拓扑关系,将飞行控制系统全部机载设备的性能测试集中在一台测试系统中,取代了传统的8台套专用分立型手动测试设备;该自动检测系统具有自动检测、在线故障诊断处理、电子记录等功能,测试精度达到了FLUKE万用表四位半的精度,机务准备与维护速度降低到原来的二十分之一,并已投入了工程应用。

无人机SINS_GPS定位信息融合系统设计

针对无人机SINS定位精度低、GPS定位的非自主性,建立了一种无人机SINSGPS定位信息融合系统.采用Kalman滤波技术,在将位置、速度作为观测量的基础上,增加了GPS姿态观测量进行信息融合,从理论上分析了姿态信息对误差估计的作用.通过分析姿态算法中平台误差角与姿态误差角的不同,对姿态算法进行了改进,消除了数学模型误差.采用跑车实验实时收集得到的数据进行仿真研究,分别进行了SINSGPS位置、速度组合和姿态、位置、速度组合仿真,验证了该理论分析.结果表明:采用SINSGPS基于姿态、位置、速度组合模式的信息融合系统,可以有效提高无人机的导航定位精度,并且易于工程实现.

某无人机飞控系统半实物仿真平台设计

介绍了某型无人机飞控系统半实物仿真平台的总体功能,阐述了该平台的硬件选型原则、选型方案、基本功能及自制部件的设计过程,对各分系统仿真软件设计框架进行了描述。最后,通过实际仿真对平台的设计功能进行了验证。该平台也可用于对无人机飞行品质的仿真评估,以及无人机指挥操控人员的日常模拟训练。

一站多机式无人机测控系统

本着多功能、低成本和小型化的原则,以数据电台为硬件平台,基于时分双工通讯方式(TDD)和时分多址通讯体制(TDMA),设计了适用于自主作战、多机协同作战无人机的简易型一站多机式无人机测控系统。该测控系统还以CF卡为存储介质,集成了遥测数据记录与回放功能,实现了通讯链路中断后的半实时和非实时测控功能。

基于梯度下降法和互补滤波的航向姿态参考系统

针对微型无人机航向姿态参考系统低成本、小型化的工程实现需求,基于三轴陀螺仪、加速度计和磁力计,提出了一种在线实时姿态估计算法。该算法采用四元数描述系统模型,采用改进的梯度下降法预处理加速度计和磁力计的姿态信息,然后采用互补滤波融合陀螺仪的姿态信息,实现高精度实时姿态估计。最后通过在线性能测试,来验证算法的有效性。结果表明,该算法测量误差小、运算量小、实时性高,具有较高的工程应用价值。

无人机飞控软件抗干扰设计

在无人机飞控系统中,抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。结合自身实践,本文首先介绍了干扰可能对软件运行造成的影响,然后提出了若干行之有效的软件抗干扰措施。本文重点研究了无人机飞控软件的自诊断和自修复技术。飞行实践证明,所采取的这些抗干扰措施行之有效,基本达到了设计要求。

基于GPS、磁罗盘与大气数据计算机的无人机风估计

针对无人机实时航路规划及适应环境变化的自主能力发展需求,提出了一种新的风估计与空速校准的方法;该方法基于GPS接收机、大气计算机和磁罗盘等传感器实现;针对定常风模型,风速、风向能够利用地速、风速和空速之间的速度矢量三角形关系计算得到;采用无导扩展卡尔曼滤波(DEKF),估计风场信息以及真空速的比例校准系数;利用某型无人机数字仿真平台,在2D定常风条件下进行了全过程自主飞行仿真;仿真结果表明:该方法在航路跟随的直线段、转弯段均能准确估计。