面向倾转旋翼机的TRC响应类型控制律设计

倾转旋翼机操纵的复杂性对其任务能力提出了较高要求,而设计响应类型可以大幅提高其任务执行能力,减轻飞行员操纵负担。本文设计了倾转旋翼机在直升机模式下的平移速率指令(TRC)响应类型控制律并进行了飞行品质的仿真验证。首先,建立了基于机理法的倾转旋翼机非线性飞行动力学模型,并进行了线性化处理;其次,根据有人直升机飞行品质要求,设计了直升机模式下的TRC响应类型控制律;最后,进行了飞行品质的仿真验证。仿真结果表明,设计的TRC响应类型满足相关品质规范要求,飞行品质达到等级1。通过本文研究,能够显著改善倾转旋翼机在悬停/低速飞行状态下的操纵品质和精确机动能力,减轻飞行员操纵负荷,提升任务执行能力,满足倾转旋翼机近地低速机动飞行需求。

基于递阶模糊系统的人工势场法机器人路径规划

针对传统人工势场法在路径规划中容易出现局部极小点、障碍物前抖动、路径非最优等问题,提出了一种新的基于双层递阶模糊系统的人工势场法移动机器人路径规划方法.此方法通过一阶模糊系统来调整人工势场中斥力函数的斥力增益系数,使斥力的大小实时随环境的改变而改变;通过二阶模糊系统来改变斥力的方向,进而改变合力信息.仿真实验结果表明:该方法能使机器人快速地摆脱局部最小点,避免障碍物前抖动,并且达到优化路径的目的.

基于预定性能的四旋翼飞行器姿态控制

四旋翼飞行器结构复杂,姿态角数学模型难以精确建立,滑模控制是姿态角控制的热点方法。但传统滑模控制在到达阶段鲁棒性较差,且很难精确的使跟踪误差的动态及稳态性能同时达到预先设定的性能要求。为解决上述问题,利用性能函数并通过误差转换将一个对输出存在性能约束的非线性问题转化为一个无约束问题,根据转换后的误差并结合微分跟踪器设计一个新型快速时变终端滑模面并设计控制器,消除了到达阶段,使系统具有全局鲁棒性。上述方法不但能保证闭环系统所有信号有界,而且可使跟踪误差在有限时间按照预先设定的性能收敛。仿真结果表明,选用方法具有很强的鲁棒性,且能同时达到需要的动态和稳态性能。

基于终端滑模机器人模糊自适应路径跟踪控制

对质心位置未知的移动机器人系统设计了基于快速终端滑模的模糊自适应路径跟踪控制方法。该方法采用模糊逻辑系统逼近控制器中的未知函数,基于李亚普诺夫稳定性分析方法对未知参数设计自适应律,并设计鲁棒控制器来补偿逼近误差。该方法不但可以保证闭环系统中的所有信号有界,而且可使跟踪误差在有限时间内收敛到原点的小邻域内。仿真结果验证了方法的有效性。

基于RTK定位的差分卫星引导技术研究

实时动态定位(RTK)是一种基于卫星载波相位观测值的实时动态定位技术,理论成熟,应用广泛,并具有精度高、可在全球和全天候使用等特点。为满足舰载无人直升机全自主精确着舰的要求,机载端引导系统需要获取移动甲板精确的相对位置。针对以上应用场景和要求,对基于RTK定位的差分卫星引导技术进行了研究,包括系统总体设计、RTK算法设计和软硬件实现。通过对舰面试验和飞行试验进行验证,表明所设计的系统在无人直升机着舰过程中能提供0.03 m以内的定位精度,满足全自主着舰要求。