再入飞行器大攻角飞行时的姿态控制律设计

再入飞行器大攻角飞行时,会造成方向舵失效,且较小的滚转角速度,就可能导致舵偏指令饱和,对此,本文设计了一种在方向舵失效情况下的抗饱和姿态控制律。该控制律首先基于时标分离假设,将再入飞行器大攻角飞行时的姿态运动模型分解成快、慢回路子系统,然后采用新型的高阶滑模控制律,设计出了一种有限时间收敛且连续可导的慢回路控制器;针对快回路子系统,结合分层滑模控制理论和自适应控制理论,设计了具有抗输入饱和功能的自适应分层滑模控制器。对以上控制器进行仿真验证,结果表明该控制律在大攻角飞行造成偏航舵失效情况下,具有良好的抗饱和姿态控制能力。

基于电磁轴承支承的转子系统动力学分析

以电磁轴承-转子系统的动力学理论研究为主要目的,在经典PID控制理论下,对转子系统进行柔性分析,得出系统的动力学方程;通过实验调试得到一组PID参数,代入上述系统进行分析运算,可求得转子的临界转速、对数衰减率以及振动模态振型等,并对理论分析结果进行实验验证和对比分析。

基于变结构控制的固定前置角制导律设计

弹载合成孔径雷达(SAR)的方位成像能力受飞行导弹的观测角影响,其末制导段采用前侧视工作方式;因此,必需合理设计制导律使前侧视条件成立;为了保证末制导段弹目间具有合适的夹角,采用变结构控制方法设计了一种固定前置角制导律,该制导律能够解决合成孔径雷达导引头对于前置角约束的问题;在制导律设计过程中,首先建立了弹目相对运动关系模型和具有终端角度约束时的视线角变化模型;在此基础上采用变结构控制的方法设计了固定前置角制导律;进而,对该固定前置角导引律进行了性能分析,得出了其一般攻击特性;最后,通过弹道仿真论证了其正确性与有效性。

基于导弹半实物仿真的三维场景构建

为了提高当前搭载电视图像导引头导弹半实物仿真的仿真能力,解决现阶段三维视景精度低、实时性差、逼真度不足的问题,设计基于导弹半实物仿真的新一代三维场景构建方法,对阿拉善地形以及目标模型进行高精度建模,并通过专业虚拟现实建模仿真软件MultiGen Creator和Vega Prime来进行开发,实现用于电视图像导引头仿真的场景构建,经过仿真试验验证,基于导弹半实物仿真的新一代三维场景能够实时逼真的再现真实可见光环境,满足了搭载电视图像导引头导弹半实物仿真的设计要求。

多耦合作用下的飞行器动力学综合解耦方法研究

高超声速飞行器采用面对称布局、BTT飞行控制及机体/发动机一体化设计,使得飞行器各通道间耦合作用明显,经典控制理论无法直接使用。文中提出了一种综合解耦方法,该方法定义了度量各种耦合影响大小的评价指标,对耦合项进行等效变换或忽略,实现了对飞行器动力学模型的解耦,有利于经典控制理论和评价方法解决高超声速飞行器的控制问题。通过数字仿真,证明了解耦方法是合理有效的,对不确定性因素也有良好的鲁棒性。

磁悬浮电主轴转子系统的动力学性能分析

以某磁悬浮支承的电主轴为研究对象,在前人基础上采用实际试验时的调试控制参数计算了其转子动力学性能如临界转速、对数衰减率、模态振型等,并进行了理论分析和试验验证,为下一步的非线性研究奠定了基础.

基于I^2C总线的I/O口扩展设计

由于传统的NI-DIO驱动板卡能够驱动的I/O口数量比较有限,一般只应用在测试通道数比较少的实验场合。而在一般的大型环境试验中,要求能对多个产品同时测量。如果使用传统的DIO板卡测试,就会出现测量通道数量不够的情况。针对此类问题,提出了运用单片机与I/O扩展芯片PCA9554/A采用I2 C通信进行I/O扩展,上位机采用LabVIEW编程,界面友好、操作方便,在环境实验中起到了良好效果。

机床磁悬浮平台系统机电耦合动力学性能分析

根据磁悬浮支承系统特有的刚度、阻尼特性理论和机床工作平台振动特点建立了主动磁悬浮导轨支承机床工作平台系统的机电耦合动力学模型,并用不同的控制参数对其进行机电耦合动力学性能分析.结果表明:调节控制电参数可以改善磁悬浮导轨机床工作平台系统的动力学性能.该研究结果为超高速超精密加工机床工作平台的设计包括平台结构、电磁铁设计以及控制器参数设置等提供了理论依据.