四旋翼无人机自主飞行平台的设计

为实现四旋翼无人机的自主路径飞行,提出了在无GPS信号环境下基于光流传感器和激光测距仪的四旋翼无人机自主飞行平台设计方法。所搭建能适用于室内外环境的四旋翼无人机自主飞行平台,是以Pixhawk4飞行控制板为控制核心,以树莓派作为机载计算机系统的。将北醒TFmini PLUS激光测距仪用于定高控制,将LC-302型光流传感器用于光流定点控制,并在激光定高、光流定点和机载计算机代码控制的基础上进行了软件设计。完成了四旋翼无人机自主路径飞行实验。实验结果表明:采用所提出设计方法让四旋翼无人机基本完成了预设飞行轨迹任务,实现了自主路径飞行。

飞机下滑定高控制GUI设计与仿真实验

为提高控制系统结构设计的高效性及其控制规律实验室仿真验证的直观性,设计一个图形用户界面(GUI)实现对所设计控制系统结构的显示、控制规律参数的输入、调整及控制性能的输出是一种重要途径,也是节约实验成本、提高学员学习兴趣、培养其分析问题和解决问题能力的重要举措。为此基于Matlab提供的GUI程序开发环境Guide及其自身的Simulink仿真建模功能,以飞机下滑定高控制方案为例,设计了该方案的GUI,并基于所设计的GUI对该方案实现了仿真验证。仿真验证表明,该GUI层次分明、简洁方便、功能多样,可方便、快捷的对所设计控制方案的仿真研究。

一种飞机低空下滑定高控制方案改进设计及仿真

飞机低空下滑定高飞行是飞机着陆飞行阶段中的重要一环,其下滑改平飞行轨迹的优劣及轨迹控制精度的高低对飞机的安全着陆至关重要。为此设计了一种低空下滑定高控制方案,即：内回路采用均衡式反馈舵回路,外回路加入俯仰角信号＋延迟接入高度定高系统的控制方案。为验证该结构方案的准确性,对其作了大量仿真研究,仿真结果显示,所设计的结构方案及其控制规律可使下滑定高控制系统的动、静态性能得到明显改善。

基于扩张状态观测器的UCAV自适应滑模控制

针对固定翼UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle)系统中存在的不确定性和外部扰动,设计了一种基于扩张状态观测器的自适应超扭曲滑模控制器用来抑制系统扰动,从而提高对于UCAV的控制性能。建立固定翼UCAV的六自由度非线性模型,针对姿态控制和速度控制分别设计扩张状态观测器对模型中难以精确测量的状态量和外部扰动进行估计,依据奇异摄动原理分别对姿态和速度设计自适应超扭曲滑模控制器,实现对UCAV的姿态和速度的跟踪控制。采用某型固定翼UCAV非线性模型对所设计的控制器进行仿真验证,并且与传统的自抗扰滑模控制方法进行了对比,仿真结果表明,基于扩张状态观测器的自适应超扭曲滑模控制器具有更小的超调量和稳态误差。

一种基于固体火箭发动机的悬浮火箭弹道建模与仿真研究

针对舰船在海面受到反舰导弹攻击的问题,采用悬浮火箭将导弹导引至舰船外安全区域的方法进行规避。对于悬浮火箭的工作过程,提出一种控制方案,首先是利用仿真软件搭建悬浮火箭的六自由度仿真模型,为使悬浮火箭在爬升段、平飞段进行可控飞行,对姿态采用阻尼回路、姿态回路双回路反馈控制,对高度采用“高度+速度”的双回路反馈控制,同时对速度采用“速度+加速度”的双回路反馈控制。仿真结果表明,这种控制方案是可行的,悬浮火箭在悬浮阶段能够保持稳定的姿态,并能够控制高度与速度进行稳定飞行,弹道特性基本满足要求。