飞机俯仰姿态的μ鲁棒控制

针对飞机飞行条件变化引起的模型不确定性问题,基于μ控制理论设计鲁棒的俯仰姿态控制系统。根据干扰抑制原理将俯仰姿态控制系统设计转化为μ综合的一般框架,将鲁棒性能问题转化为广义系统的鲁棒稳定性问题。利用D-K迭代算法求解得到14阶的μ控制器,基于平衡截断方法将该控制器成功地降为4阶。对μ降阶控制器进行鲁棒性分析,结果表明μ控制能兼顾系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能。

基于模糊PID控制的飞机俯仰姿态控制

针对传统PID控制的一些缺陷,结合模糊控制的优势,在常规PID控制的基础上加入变论域模糊控制算法,对飞机俯仰姿态角控制系统进行调整.通过仿真结果表明,加入模糊控制之后系统的超调量、稳态误差变小,到达稳定状态的时间显著缩短,控制效果明显变好.

无人机俯仰姿态操纵性能的动稳定性影响仿真

针对无人机动稳定性与可操纵性的冲突,仿真了无人机动稳定性对操纵性的影响;在建立无人机纵向运动方程基础上,解算出俯仰姿态控制通道的传递函数;离散化处理后,采用数字PID控制器对系统进行了MATLAB仿真,得出了俯仰姿态控制通道动稳定性对操纵性能的影响;仿真结果反映了飞行控制器设计过程中需要注意的问题。

精确控制俯仰姿态的准则和驾驶员评定

本文介绍了机动飞行中俯仰动态反应的三个判别准则,并通过J-7飞机的试飞,测量和计算了这些判据,以便比较和验证这三个准则的适用性。同时在试飞中,采用精确控制姿态法,开展了驾驶员的定量评价研究,进一步验证了这三个准则.

基于μ理论的飞机俯仰姿态控制

针对飞机飞行条件变化引起的模型不确定性问题,基于μ控制理论设计鲁棒的俯仰姿态控制系统。首先,根据干扰抑制原理将俯仰姿态控制系统设计转化为μ综合的一般框架,合理地选择加权函数确定广义被控对象,通过引入虚拟的不确定块将鲁棒性能问题转化为广义系统的鲁棒稳定性问题。然后,利用D-K迭代算法求解得到14阶的μ控制器,基于平衡截断方法将该控制器成功地降为4阶。最后对μ降阶控制器进行了鲁棒性分析,并与在相同加权函数条件下设计的H∞控制器相比较,结果表明μ控制兼顾了系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,避免了保守性。

基于自抗扰的无人机俯仰姿态控制

针对无人机俯仰姿态控制回路在模型参数和复杂外界环境等不确定性干扰影响下鲁棒性差、系统响应速度慢的问题,采用工程上易实现的自抗扰控制(ADRC)方法设计了俯仰姿态控制器,通过构造线性扩张状态观测器(LESO)估计不确定性干扰,并在控制回路中对干扰进行实时补偿。性能分析与仿真结果表明,基于ADRC的无人机俯仰姿态控制器具有良好的性能和干扰抑制能力,并且能够实现对控制指令的精确跟踪。

直升机载空地导弹俯仰姿态方案通用设计方法

针对直升机载空地导弹发射高度在一定区间变化的特点,综合考虑其中制导弹道方案的规律及需求,提出了一种适应大发射场高范围的新型空地导弹俯仰姿态方案通用设计方法。通过设计一组控制数表和插值方案即可适应导弹不同发射高度的俯仰姿态爬升方案,解决传统俯仰姿态设计方案不能很好适应直升机载平台下发射包络的技术难题。最终通过数学仿真验证了此方法的合理性和有效性。

自主飞艇俯仰角姿态动力学建模及控制

针对平流层信息平台-自主飞艇动力学特性与升降舵操纵角之间的非线性关系,建立飞艇俯仰角姿态动力学模型,将离散滑模变结构控制方法应用于飞艇的俯仰角姿态控制,从理论上证明所提控制方法对控制系统的渐近稳定性,而且有效削弱了跟踪误差轨迹在滑动过程中的抖动现象,增强了控制系统的鲁棒性,计算机仿真实验不仅表明所建立的飞艇俯仰角姿态动力学模型是正确的,离散滑模变结构控制方法适于飞艇的俯仰角姿态跟踪误差的控制,而且验证了对本文提出的控制方法的理论分析.

GEO卫星姿态偏置对点波束覆盖范围影响

采用多点波束天线技术的GEO卫星在空间运行过程中受地球引力场不均匀、太阳辐射压力变化等因素的影响通常存在滚动姿态、俯仰姿态和偏航姿态的偏差,其点波束的覆盖范围随着偏差角度的变化而变化。滚动偏差造成点波束覆盖范围产生南北方向位移,俯仰偏差造成点波束覆盖范围产生东西方向位移,偏航偏差造成点波束覆盖范围绕星地连线旋转,在南北和东西方向都产生位移。通过理论分析和公式推导,提出卫星滚动偏差、俯仰偏差和偏航偏差对点波束覆盖范围变化影响的计算模型。在实际工程应用中,基于该模型结合点波束偏移量可以逆向推导出卫星的姿态偏差,为卫星姿态控制提供支撑。

新型两栖仿生机器人的结构设计和运动学仿真

两栖环境是一种多介质结合的复杂地形环境,普通的两栖仿生机器人因为其自身设计结构简单且可实现动作单一等问题,导致很难完成特殊复杂的任务。本文参考蝾螈生物模型,提出了一种新型两栖仿生机器人的设计方案。同时结合蝾螈在水中的运动情况,设计俯仰姿态控制系统,使得其可实现上浮、下潜、上仰以及下俯等动作。为了验证所设计方案的可行性,利用Solidworks对关键模块进行有限元分析,来验证特殊情况下材料强度和设计结构的合理性,同时采用Webots运动学仿真的方式对两栖仿生机器人各关节角度进行校验。最终得出该两栖仿生机器人设计方案布局结构合理,整机在两栖环境中动作流畅,具有较好环境适应性和高拟真率,为整机的研发和应用奠定了基础。

一种新的GEOSAR快速零多普勒中心二维姿态导引方法

该文针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEOSAR)提出一种新的2维俯仰–滚动姿态导引方法,可有效解决传统2维偏航导引方法用于GEOSAR时大偏航角的问题,更适用于具有大功率、大天线和大转动惯量的GEOSAR卫星。该方法应用于GEOSAR卫星时,不需调整偏航角,仅通过调整不超过±8°的俯仰角和滚动角,即可实现正侧视。相较于传统导引方法,该方法将卫星机动角度和时间减小至1/10左右,可大幅降低GEOSAR工程实施难度。该方法应用于不同轨道高度的SAR卫星时,均可实现残留多普勒中心值为0,具有普适性。此外,针对不同轨道高度SAR卫星,该文提出了姿态导引方法选择的参考依据。

多关节深海潜水器纵垂面建模与俯仰控制

为实现深海纵向剖面探测,给出了一种多关节潜水器的设计方案,并对潜水器的纵垂面建模与俯仰姿态控制问题进行了研究。针对浮力和重力不平衡的情况,根据牛顿第二定律和力矩平衡原理建立了多关节潜水器在纵垂面上的运动学和动力学模型。考虑到多关节潜水器在纵倾运动控制过程中存在未知干扰和过驱动等问题,提出了一种线性二次型最优自抗扰控制方案。根据实验样机硬件设计要求,将关节摆动角度作为被控系统输入。将系统内力与外部扰动作为系统总扰动,采用线性扩张状态观测器对总扰动进行估计。针对系统过驱动问题,采用奇异值分解法求解控制系数矩阵的伪逆矩阵,实现总扰动补偿与输入合理分配。采用线性二次最优控制优化线性反馈控制增益,实现控制增益按照期望输入输出效果达到最优。在SIMULINK平台上,搭建模型仿真环境,在有、无输入扰动两种情况下,使用线性二次型最优自抗扰控制器实现俯仰控制仿真。结果表明,所设计的控制器具有低超调、抗干扰和精准度高的特性。

加速度对垂直陀螺姿态输出影响的研究

针对某型无人机滑行与飞行过程中所出现的垂直陀螺俯仰姿态数据与惯导俯仰姿态数据差异较大情况进行了分析研究,并提出了解决方法。

飞行体姿态测量误差校正方法研究

为减小三轴GMR磁传感器和飞行体周围复杂的电磁环境带来的姿态角测量误差.利用地磁测姿法推导出俯仰角和滚转角的解算公式。为简化数据测量的复杂度,在零点误差、灵敏度误差、非正交性误差修正的基础上,采用一种改进的最小二乘法求解补偿系数。为减小随机磁干扰,提出去极值的滑动平均滤波算法。经无磁转台试验证明,该误差校正方法可极大提高俯仰角和滚转角的测量精度。

"M"型轨迹的新概念飞航导弹

基于各种新概念飞行器及弹道轨迹的特点,提出了一种"M"弹道轨迹的新概念导弹,并针对某型导弹设计了俯仰姿态控制系统,对该轨迹进行了纵向运动的全弹道仿真.仿真结果表明:"M"型弹道轨迹完全可行,并且能大大节省能量.

一种大型飞机飞行自动控制系统设计

现代飞机的各项性能都大幅度提高,飞行控制系统变得越来越复杂,使得设计也变得更加复杂和困难,这都会使飞行控制系统发生故障的可能性越来越大。相应地,对各相关部件的可靠性、准确性也提出了越来越高的要求。

无人机飞行控制PID参数的模糊自整定技术研究

现今,无人机在军事和民用上都有重要的应用价值.它要完成自主飞行,需要飞机的控制系统具有良好的控制特性.本文中首先介绍了PID参数自整定方法,然后针对无人机俯仰姿态的控制律设计了一种模糊PID飞行控制器,并对这种PID控制器的控制特点及参数设计规则等进行描述.仿真结果表明,这种模糊自整定PID控制器比常规PID控制器超调量小.它具有调节时间短,控制系统实时性和抗干扰能力强的特点.

积冰对飞机操纵特性影响的建模与仿真

针对飞机结冰问题,引入积冰程度参数的概念,定量地描述积冰强度,建立并将该参数引入到机体六自由度非线性积冰动力学仿真模型中。基于传统PID控制理论,设计了俯仰姿态保持模式闭环仿真系统。利用Simulink软件实现了某型飞机在积冰条件下的飞行动力学仿真,通过仿真,模拟了积冰对飞机主要飞行参数和操纵特性的影响。仿真结果表明,飞机的配平特性、操纵特性都受到积冰的严重影响,对飞行安全构成了严重威胁。

积冰条件下飞机飞行包线保护方法研究

针对机翼结冰,采用积冰严重程度参数描述积冰对飞机气动特性的影响;将积冰严重程度参数引入飞机六自由度非线性动力学模型,应用SIMULINK建立了随积冰严重程度而变化的时变飞机仿真模型;以飞机迎角作为关键参数,通过实时在线计算飞机结冰后的失速迎角,建立了开环状态下的飞机结冰包线保护系统;对俯仰姿态下的飞机积冰过程进行了仿真。结果表明:该系统能使飞机保持在安全迎角内,保证积冰条件下飞行安全。