基于神经网络的飞行器协同编队控制研究

针对Leader-Follower结构飞行器协同编队制导控制问题,以侧滑转弯飞行器为研究对象,对制导回路与控制回路进行分析设计。首先在惯性空间中定义相对运动坐标系,建立相对运动模型;其次将Leader加速度信息作为扰动量,结合滑模变结构与神经网络理论设计了编队制导律,并考虑过载饱和问题,给出制导参数确定规则;最后设计控制系统,并证明了制导控制系统稳定性。仿真结果表明所设计的制导控制系统能够快速精确地对期望编队队形进行构建并保持。

飞行器制导控制一体化编队控制器设计

针对主从式结构飞行器协同编队控制问题,以侧滑转弯飞行器为研究对象,采用制导控制一体化(Integrated guidance and control,IGC)方法设计编队控制器。首先在惯性坐标系中定义相对运动坐标系,建立相对运动模型,结合飞行器动力学模型,得到全状态制导控制一体化模型;然后采用反演方法,结合滑模变结构与神经网络自适应理论设计了编队控制器,并证明了控制系统稳定性;最后在高速情况下进行了六自由度数值仿真,对比了IGC设计方法与分离设计方法的控制性能。仿真结果表明所设计的IGC控制器能够快速精确地对期望编队队形进行构建与保持,并且较分离设计方法具有优越性。

橡胶气球非线性特性的理论与实验研究

根据橡胶气球的热力学性能及门尼模型理论,推导出橡胶气球膜在充气与放气两个过程中受到的附加压强与气球半径的关系,并以此推导出不同半径气球内部的压强,以及两个相互连通的气球体积变化与内部压强的关系,理论结果与实验相吻合.将橡胶气球模型应用于简易气垫船研究,建立了气垫船运动模型,并利用实验结果对理论模型进行了修正.

飞行器编队神经网络自适应控制器设计

针对无数据链支持条件下的主从结构飞行器协同编队控制问题,对编队控制回路进行分析设计。首先在惯性空间中定义相对运动坐标系,建立相对运动模型;其次将领导者加速度信息作为扰动量,结合PD控制器与RBF神经网络理论,设计了编队控制律,并证明了控制系统的稳定性;最后,对编队飞行控制器进行了仿真,并与经典PD控制器进行对比。仿真结果表明,RBF神经网络能够增强控制系统的鲁棒性,使编队控制系统能够快速精确地对期望编队队形进行构建并保持。