一种地形跟随飞行控制系统的非线性设计方法

提出了一种非线性控制方法。该非线性控制方法体现了按误差大小自动调整误差和误差变化对控制作用的权重。该方法具有带优化的修正函数,并且以解析形式表达,因此便于控制器参数调整与控制系统优化设计,可设计出高精度的非线性控制系统。用该方法对某型飞机地形跟随飞行控制系统进行了设计与仿真,并与常规控制方法进行了比较。仿真结果表明:用提出的非线性控制方法设计的地形跟随飞行控制系统具有优良的地形跟随性能。

一种基于误差四元数的飞行器姿态跟踪系统的滑模控制器

对于参数不确定和外部扰动的空间飞行器姿态跟踪系统 ,本文提出了采用滑模控制的方法。利用误差四元数建立数学模型 ,选择了一类线性滑动流形 ,并且基于李雅普诺夫函数推导出滑模控制律。理论分析及仿真结果表明 ,本文所求控制律对空间飞行器跟踪系统具有全局稳定性和鲁棒性。

低空地形跟踪飞行的广义预测控制

运用广义预测控制（ＧＰＣ）方法，设计了低空地形跟踪的飞行控制器；利用系统的动态模型预测系统未来的输出，提出了预测跟踪误差和未来控制线性组合的性能指标，通过使性能指标最小，产生最优控制输入。为了增强控制系统的稳定性，根据线性反馈原理对被控对象进行了增广。结果表明，该控制器具有精确的跟踪性能。

基于飞行器姿态控制系统的导引头跟踪实验

为形象地模拟导弹跟踪目标时的姿态控制和调整过程,提高学生对于飞行器控制课程的理解,开发了飞行器姿态控制系统的导引头跟踪实验。介绍了实验系统的组成,包括硬件结构和软件平台;阐述了导引头跟踪目标实验的原理,分别验证了在目标静止和运动情况下,导引头对目标进行跟踪的效果,并且得到了仿真图形。

四旋翼飞行器事件触发轨迹跟踪控制

针对具有模型非线性和外界扰动的四旋翼飞行器,设计了基于事件触发的自适应模糊跟踪控制算法。首先将四旋翼飞行器系统分解为位置子系统和姿态子系统,并利用模糊逻辑系统在线辨识模型非线性和外界干扰。然后,基于反步递推技术设计自适应模糊控制律,同时构建自适应事件触发机制,非周期更新控制律和模糊参数自适应律。基于Lyapunov稳定性理论,以脉冲动力系统为工具,证明了闭环系统所有信号最终一致有界,而且跟踪误差能够收敛于零点的邻域内。此外,证明了所提控制算法可以彻底避免Zeno现象出现。最后,仿真结果验证了所提控制方案在保证四旋翼飞行器实现轨迹跟踪控制同时,可以有效减少控制器更新频率,提高系统资源利用率。

直升机贴地飞行地形跟踪控制器的广义预测控制方法

本文采用广义预测控制(GPC)方法设计了直升机贴地飞行地形跟踪器。该方法通过最小化预测跟踪误差与预测控制增量的加权二次型性能指标来产生最优控制输入。本文在多输入/多输出飞行轨迹控制系统中采用单输入/单输出(SISO)广义预测算法即可精确跟踪其中一个输出变量。通过简化的直升机动力学模型的计算结果表明广义预测控制可在纵向平面内精确跟踪预定飞行轨迹。

实现目标自动跟踪的飞行控制系统

介绍一种能对目标实行自动跟踪的无人机的飞行控制系统，主要从控制方式及控制规律、硬件组成原理及软件结构等方面作了介绍。

一类地形跟踪控制系统方案探讨

分别研究了适应角地形跟踪算法和导弹飞行控制系统。通过空间弹道数字仿真得到两个结论:首先,适应角指令的计算与导弹的机动能力和飞行控制系统的设计密切相关;其次,在不使用前视雷达的情况下,依靠数字地图,仍然能保证导弹的安全飞行。

TF/TA^2 飞行控制系统设计——问题和方法

综合ＴＦ／ＴＡ２（地形跟随／地形回避／威胁回避）飞行控制系统的研究目的就是开发一种飞行控制技术，使飞机可以进行超低空机动飞行，有效地回避山峰、建筑物以及各种威胁，提高飞机的飞行安全和任务生存能力。本文介绍了综合地形跟随／地形回避／威胁回避飞行控制系统的系统框架和主要功能模块，讨论了在进行系统设计过程中遇到的主要理论和技术问题，并阐述了解决问题的思路和方法。

地形跟踪/地形回避飞行器航迹优化

提出了一种新的地形跟踪 /地形回避 ( TF/TA)飞行器航迹优化方法 ,该方法将地形、威胁和障碍综合在一起用特定的地形模型来描述 ,并通过将地形模型与飞行器运动方程有机结合 ,使有约束最优控制问题转化为无约束最优控制问题。最后利用极大值原理给出了航迹优化算法 。

直升机贴地飞行地形跟踪控制器的广义预测控制方法

本文采用广义预测控制(GPC)方法设计了直升机贴地飞行地形跟踪器。该方法通过最小化预测跟踪误差与预测控制增量的加权二次型性能指标来产生最优控制输入。在多输入/多输出飞行轨迹控制系统中采用单输入/单输出(SISO)广义预测算法即可精确跟踪其中一个输出变量。通过简化的直升机动力学模型的计算结果表明广义预测控韵可在纵向平面内精确跟踪预定飞行轨迹。

基于四元数的四旋翼无人飞行器轨迹跟踪控制

四旋翼无人飞行器具有复杂的数学模型,但现有控制方法大多是基于系统简化模型提出的.为此,该文分析了这类方法的局限性,并基于原始数学模型研究了非线性轨迹跟踪控制问题.通过期望轨迹建立跟踪误差模型,将其分解为两个相互独立的子系统,并以刚体旋转的四元数为系统状态对姿态子系统进行描述.利用backstepping方法设计时变反馈控制律使其子系统指数稳定.根据级联系统的全局稳定性判据,通过研究耦合部分的性质证明系统的全局指数稳定性.仿真结果表明,该方法能够实现四旋翼无人飞行器对期望轨迹的跟踪.

直升机自动过渡悬停飞行控制系统设计

为实现直升机自动过渡悬停功能 ,在具有优良操纵特性的直升机显模型跟踪控制系统 (MFCS)基础上 ,开发了自动过渡悬停控制系统。根据过渡悬停机动模态的基本要求 ,设计了高度控制回路 ,以实现高度通道按抛物线下降 ,接着进行线性下降并最终过渡到指数拉平。设计了纵向速度控制回路 ,使速度先按指定的减加速度线性减速 ,再按指数规律减速至悬停 ,且两通道之间协调控制 ,保证当直升机高度接近悬停高度时 ,纵向速度同步地趋近于零。文中给出了系统结构配置及参数设计方法。仿真表明 ,本文直升机自动过渡悬停系统具有优良的物理特性。

基于内模PID鲁棒控制的飞行仿真伺服系统设计

针对飞行仿真伺服系统高频响、宽调速、高精度、超低速和鲁棒性要求 ,提出了内模PID鲁棒控制的有效方法。在探讨伺服系统数学模型的基础上 ,推导出一种飞行仿真伺服系统的内模PID鲁棒控制律 ,并将其应用于某型飞行仿真伺服系统 ,该伺服系统采用了电流、速度和位置三闭环控制结构。仿真试验表明 :文中提出的内模PID鲁棒控制律使飞行仿真伺服系统获得了优良的跟踪性能 ,具有很强的抗干扰性和鲁棒性 ,可以很好地满足飞行仿真伺服系统的各项性能指标要求。

飞行轨迹指令综合跟踪控制器设计

运用多重尺度奇异摄动理论，结合动态逆解耦理论和动态平衡点邻区域优化线性化系统的优化解耦控制律理论，研究了战术任务综合飞行管理系统的综合飞行轨迹指令跟踪控制器系统化设计方法。对Ｆ－１５飞机，设计了综合飞行轨迹跟踪控制器。数字仿真结果表明，设计的跟踪控制器能够控制飞机精确跟踪不同时标集的飞行指令。

中性稳定技术在综合火力/飞行控制系统中的应用

火力 /飞行综合控制 (Integrated fire/flightcontrol,IFFC)系统要求对飞机飞行姿态的控制应具有精确性和快速性 ,但提高姿态跟踪精度受到自然飞机惯性动力学的限制。本文提出飞机中性稳定技术应用于综合火力 /飞行控制系统 ,给出了中性稳定飞机结构图和动力学模型。利用后缘襟副翼偏转所产生的直接力效果 ,在一定的控制律制约下 ,去抵消迎角扰动所产生的气动效果 ,使飞机不再出现静稳定力矩 ,达到中性稳定。采用中性稳定技术的综合火力 /飞行控制系统有效地加速了飞机在攻击区的姿态跟踪过程 ,并实现了姿态控制过程中航迹基本不变的机身瞄准模态控制要求 ,提高了火控精度和命中概率。仿真结果表明 ,中性稳定综合火力

盘旋跟踪地面目标小型无人机控制系统设计

针对一种大展弦比、V形尾翼常规布局小型无人机盘旋跟踪地面目标飞行的飞行控制策略进行了研究.采用了一种单轴光电探测系统修正视场纵向误差,无人机航向控制修正视场横向误差的控制方法.设计了一种自适应PID(Proportion Integration Differention)控制器,并通过对无人机六自由度非线性运动模型的建模分析,进行了控制律的仿真验证,并将算法融合在盘旋跟踪飞行实验中.仿真及实际飞行实验结果表明:该控制系统在突风等大扰动的影响下获得了良好的动态性能指标,并有效地抑制了飞机姿态通道对视轴通道的耦合影响,满足了飞行任务的需求.

不确定非线性系统自适应滑模跟踪控制及应用

针对一类非匹配不确定非线性系统,设计了一种高阶鲁棒自适应反推滑模变结构控制方法。在控制器设计中,考虑存在系统建模误差和外界未知干扰,借鉴动态面思想降低控制器复杂性,引入双曲正切函数和抖振衰减因子降低控制输入抖振,设计系统建模误差自适应律增强控制器鲁棒性,并将系统的稳定性证明简化为判断一个n阶对称矩阵的正定性问题。将设计的反推滑模控制器用于F-8飞机纵向机动控制并进行仿真,实现了飞机对指定轨迹的稳定跟踪。

一般型最优有限预见控制及其在地形跟踪中的应用研究

提出一种新的预见控制方法——一般型最优有限预见控制方法 ,并将其应用于巡航导弹地形跟踪控制系统的设计。将参考信号和干扰信号考虑成更一般的形式 ,在其自相关函数值已知的条件下 ,得到了一般型有限预见伺服系统设计问题的最优解。通过仿真证实 ,采用该方法设计地形跟踪系统 。

自适应模型跟踪控制在仿真伺服系统中的应用

针对飞行仿真伺服系统动态性能要求的特殊性和系统本身的非线性 ,提出了自适应模型跟踪的有效控制方法。文章在探讨参考模型选取的基础上 ,推导出一种飞行仿真位置伺服系统的自适应模型跟踪算法 ,并将其用于某一飞行仿真伺服系统。实验表明 ,该算法使系统获得了优良的动态性能 ,尤其对改善系统的频率响应 ,拓宽系统频带具有很好的效果。