综合飞行/推力矢量控制系统设计与仿真

对带推力矢量控制的飞控设计问题进行了研究．按飞机状态变化快慢将其分成快变和慢状态，然后采用非线性动态逆理论分别进行设计．针对战斗机大迎角飞行，以及将所设计控制律联入综合飞行／火力控制系统的瞄准攻击过程在六自由度全量飞机方程上进行数学仿真．仿真结果表明，综合飞行／推力矢量控制可实现战斗机大迎角飞行，并能够满足综合飞行／火力控制系统性能需求，所采用的设计方法在工程上具有应用前景．

飞行控制系统余度方案设计的决策支持系统

本系统是示范工程ＦＣＳＣＩＭＳ（飞行控制系统计算机集成制造系统）技术可行性论证系统的一个子系统，它是基于数据库，辅助决策者针对数字式飞行控制系统硬件相似余度方案设计的决策支持系统．它建立了以分层型结构为基础的决策支持系统的总体框架；应用余度技术领域专家的知识，建立了余度模型库；系统考虑了可维修性指标与可用度指标；提出了以综合考虑系统重量、体积、成本与技术风险度等指标的多目标专家评估法为基础的决策模型．仿真结果表明，余度方案论证的流程和决策方法是可行的．

基于机翼非水平转弯投弹攻击的综合飞行/火力控制系统的建模及仿真研究

在文献［２，３ ，４］ 基础上建立了机翼非水平转弯投弹火力控制模型和综合飞行／火力耦合控制器模型。在五自由度飞机方程和控制增稳模型条件下仿真综合飞行／ 火力控制（ＩＦＦＣ）系统，结果表明该模型可以实现机翼非水平转弯投弹攻击方式。

自动化学科专业实践教学改革与创新人才培养若干问题的思考

根据国际高等工程教育改革的发展趋势,在自动化学科发展战略研究的基础上,从加强实践教学,培养创新人才的角度,探讨了本科自动化专业实践教学体系改革的指导思想与具体的建议。

遥控机器人在空间抓物实验的仿真研究

本文是对空间机器人由地面站遥控操纵在空间抓物实验方案的仿真研究,它是在图形计算机工作站上用C语言编程实现的。视景化仿真描绘了自由飞行物与机器人之间的相对运动,考虑了空间站与地面站信息传输延迟的影响,用扩展的卡尔曼滤波实现了机器人对自由飞行物的自动跟踪,人在地面站观测预报的机器人和目标物的立体图象,可以经操纵球控制机械手运动。仿真结果表明,该方案对进一步研究有很好的参考价值。

综合飞行/推进控制系统的特征值灵敏度分析和设计

在综合飞行/推进控制系统中,子系统之间的相互作用对飞机的稳定性、控制和性能具有直接的影响。本文应用特征值灵敏度分析法研究耦合系数的大小对系统稳定性的影响;应用增益灵敏度分析,进行减状态反馈次优设计,仿真结果表明设计合理,方法可行。

卡尔曼滤波动态优化及其在遥控机器人空间实验中应用

本文是在文献[1]的基础上,讨论遥控机器人追踪自由飞行目标物的动态性能问题。应用黄金分割法和元素交替极小化法对扩展的卡尔曼滤波初值条件进行搜索并获得优化解。仿真结果表明优化方法简单可行,优化解满足系统性能要求。

飞机六自由度模型及仿真研究

以国产某型号飞机为背景 ,提出六自由度飞机对象建模的一般方法和原则。此建模方法直接根据牛顿第二定律推导出全量非线性方程 ,没有对刚体运动模型和气动数据做线性化处理 ,考虑了飞机纵横向之间的耦合作用和决定飞机性能的绝大多数因素 ,因此该模型更精确、更全面地反映了飞机的实际运行特性 ,并且具有较强的通用性。用高性能仿真软件MATRIXx作为开发环境极大地提高了仿真手段 。

变重量/重心飞机建模及姿态控制律设计

为解决飞机在重量、重心变化下的姿态控制问题,从相互作用力的角度将重量、重心的变化转化为干扰力和干扰力矩,提出并建立了变重量/重心飞机的一般动力学模型和重量、重心特性模型.该模型可以反映重量、重心动态变化与飞机运动的耦合,解决了现有模型无法处理飞机重心动态变化的问题.在姿态控制律设计上,提出了针对飞机重量、重心变化的干扰观测补偿控制器结构,将重量、重心变化转化为干扰输入,采用比例积分观测器对重量、重心变化引起的干扰力和力矩进行观测,并将观测值解算为补偿信号引入自动驾驶仪,设计了纵向姿态的干扰补偿控制器.以运输机重型货物空投为背景的计算机仿真结果表明:该模型可以准确反映飞机在重心变化各个阶段的动力学特性;在观测器的补偿指令作用下,俯仰角对重量、重心变化的响应波动远小于未加补偿的情形,满足精确姿态控制的需要.

全国大学生智能汽车竞赛的研究与实践

本文对全国大学生智能汽车竞赛的指导思想、内容和模式、组织管理进行了研究。以竞赛的形式作为本科生获取知识、应用知识能力及创新意识培养的一种补充,提出了竞赛"立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越"的指导思想,在竞赛内容和模式上具有坚持综合实践性、趣味性和观赏性的统一,坚持兼顾普及与提高和以团队协作完成综合实践等特色。7年来竞赛组织的成功实践可为大学生课外科技竞赛活动的举办提供有益的借鉴。

高超声速飞行器的干扰补偿Terminal滑模控制

研究了一种基于干扰补偿Terminal滑模的高超声速飞行器姿态控制方法.针对传统Terminal滑模控制存在的奇异问题,提出了一种简单的改进型Terminal滑模面,通过在平衡点附近从非线性滑模面切换至高增益线性滑模面,避免了控制奇异问题,同时保持了较高的收敛速度,并对改进Terminal滑模控制在干扰作用下的误差收敛特性进行了理论分析.为进一步提高控制的鲁棒性和控制精度,设计了扩张状态观测器对干扰进行估计和补偿.进行了六自由度数学仿真验证,仿真结果表明:该方法可有效提高控制系统的控制性能和鲁棒性.

飞机主动重心控制系统设计及应用

以我国先进飞机需求牵引为背景,研究了主动重心控制系统方案和设计方法。首先,构建了一种飞机主动重心控制系统结构方案,用于协调纵向重心与气动焦点之间的关系;其次,基于平衡输油系统建立了重心位移模型,提出了最佳重心位置设计准则,在此基础上设计了基于干扰观测器补偿的主动重心控制器,并将其应用到某型飞机超声速巡航中。仿真结果表明,该主动重心控制系统合理地协调了飞机的纵向稳定性和操纵性,并有效地减小了巡航阻力,提高了巡航的效率和航程。

自主近距空战中敌机的战术动作识别方法

为了识别自主近距空战中敌机的战术动作,提出一个两级识别系统.该系统由基本动作识别和组合动作识别两部分组成.其中,基本动作识别采用模糊推理方法,并模拟飞行员的思维过程,用"模式记忆"方法平滑推理结果的抖动;组合动作识别以基本动作序列为输入,采用时间自动机组成并行结构,提取各组合动作的主要几何形态,使识别系统具有良好的可扩展性和鲁棒性.通过仿真对识别系统进行验证,结果表明该系统能有效地识别敌机的战术动作.

基于逆动力学和重心估计的飞行控制系统设计

飞机飞行中重心的变化直接影响飞机本身的控制特性,使得控制系统设计更为复杂.提出了一种基于逆动力学和重心估计的飞行控制方法,首先建立了考虑重心偏移的飞机六自由度动力学模型,由此模型推导得到了其逆特性的解析形式,并采用基于重量分布的重心估计系统在线提供重心信息.仿真结果表明,该方法有效地利用了重心在线估计信息,能适应飞机在不同重心时运动特性的变化,具有良好的控制效果,且设计过程简洁,易于实现.

无人机感知与规避技术研究进展

将无人机集成到国家空域系统中,以实现和有人飞机安全共享空域是无人机发展的一个关键问题。在这个过程中,无人机感知与规避系统扮演了一个至关重要的角色。首先介绍无人机感知与规避系统的研究意义;其次根据感知器件的工作方式从协同式和非协同式2个角度介绍了感知与规避系统的组成和分类;再次从入侵目标检测算法和航迹规划算法2个方面介绍感知与规避系统中目前需要解决的关键技术;最后将对现有的无人机感知与规避技术中存在的挑战进行总结,并分析无人机感知与规避系统未来的发展趋势。

复杂环境下舰载机弹射起飞环境因素建模分析

舰载机弹射起飞过程复杂,受到甲板运动、舰首气流、地面效应等复杂环境因素的影响.通过构建甲板运动模型、甲板风模型和地面效应模型,描述了弹射起飞过程中复杂的外部环境,并视为附加项加入到常规飞机方程中,建立了舰载机弹射起飞模型.研究表明:地面效应不利于舰载机弹射起飞;甲板风与舰首气流可抑制航迹下沉;舰面运动对舰载机离舰后下沉量影响很大.

无人机在线协同航迹规划时序问题

提出了一种满足时序约束的无人机在线协同航迹规划方法。首先采用按时间推进的协同规划机制解决了在线协同规划中信息交互存在时间间隔的问题;其次通过设计协同函数,采用自主分布计算协同变量的方法解决其时序问题,实现了协同无人机按照指定时间间隔先后达到目标区域。仿真选取同时到达和按等时间间隔到达两类典型时序问题,结果表明该方法可以快速生成符合协同时序要求的协同航迹,且满足实时性要求。

基于Simulink的直升机动力学仿真模型

建立了完整的直升机飞行动力学数值仿真模型。建模时综合考虑了直升机的主要气动力部件的建模以及气动干扰等问题,详细讨论了与主旋翼相关的翼型气动力模型、诱导速度模型和挥舞运动模型的建模方法。基于层次化、模块化的建模原则,整个仿真模型最终在Simulink平台上得到了实现。最后采用算例直升机数据,根据提出的建模方法进行了定直飞行的配平计算和操纵响应分析,仿真结果证明了建模理论和方法的合理性和有效性。

基于动态逆和分散控制的导弹控制系统设计

针对导弹六自由度非线性模型,根据时标分离原理将导弹系统分为快慢不同的4个回路.以快回路和较慢回路为例,提出在快回路和较慢回路中设计动态逆控制器以实现非线性解耦控制,并在较慢回路中设计鲁棒分散控制器以补偿整个控制系统的不确定性及干扰.鲁棒分散控制器结构简单,且不依赖于被控对象精确的数学模型.仿真结果表明,按照该方法设计的导弹闭环控制系统具有良好的稳态性能和动态性能,鲁棒性强.

基于甲板运动预报的自动着舰系统综合设计

由海浪引起的甲板运动造成理想着舰点的位置变化严重威胁着着舰安全,为了提高舰载机着舰精度且避免与甲板的剧烈碰撞,必须实现舰载机与甲板的同步运动。采用改进的LQR方法设计的自动着舰系统本身存在着超调和相位滞后。利用闭环系统的频域特性,采用甲板运动预报和补偿技术将预报信息补偿至自动着舰系统,能够有效地抑制超调并消除延迟,实现了舰载机对甲板运动的精确跟踪,提高了舰载机着舰的准确性和安全性。