基于反步鲁棒控制的伺服系统抗风扰策略

针对大型天线定向能发射武器系统容易受到风扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种反步鲁棒控制策略。首先,分析了风扰的构成,对占主导的阵风力矩进行了建模;然后,改进了反步控制器,加入基于符号函数的新型鲁棒控制项,在适用于阶跃响应的同时有效抑制了非线性随机力矩的影响;最后,通过仿真实验和结果分析,证明了反步鲁棒控制策略的快速性和稳定性优于反步控制策略。

四旋翼轴距对下洗气流聚合及抗风扰能力的影响

旋翼轴距对下洗气流的聚合流动有重要影响。依据下洗气流形成过程,研究下洗气流与涡团挤压效果和涡干涉下洗气流低压聚合效应,并定义了旋翼下洗气流聚合度。采用Realizable k-ε湍流模型与滑移网格计算方法,并进行风速试验验证,探究多旋翼下洗气流间的聚合流动特性并分析下洗气流在不同聚合程度下的抗风扰能力。结果表明:多旋翼间隙内近地涡团的压缩是下洗气流间发生聚合现象的关键特征,下洗气流聚合现象使下游气流速度分布更加均匀,提高气流流动的稳定性。悬停状态下,旋翼距径比为1.1至1.4范围时,旋翼距径比越高,聚合程度越低。气流聚合现象有利于抵抗前飞来流的干扰,但前飞速度超出某一临界值时,下洗气流向下的流动形态被破坏,聚合现象对来流风扰的抵抗作用被削弱。

基于加速度反馈增强的旋翼无人机抗风扰控制

为了提高无人机的风扰抑制能力,实现无人机安全飞行和精准控制,提出了一种基于加速度反馈的旋翼无人机抗风扰方法.该方法不需要改变原有的控制器结构,在原有的控制器基础上引入角加速度和线加速度反馈,从而实现更快速且更高精度的角度和位置跟踪,提升系统的扰动抑制能力.同时,为了将该算法部署在实际的无人机平台上,提出了一种简单、快速以及适用于加速度反馈的无人机参数辨识方法.结合该方法,将加速度反馈应用到一个六旋翼机上,并在户外持续风和阵风扰动环境下进行了实验验证.实验结果表明,加速度反馈增强型控制器可以有效地抑制这两种风扰,极大地提高了风扰条件下的无人机控制精度.

高精度天线自抗扰伺服控制技术研究

出于深空探测和射电天文观测的需要,天线口径不断增大,观测频段越来越高,随之而来的高精度指向的目标,也对天线伺服系统的控制精度提出很高要求,而对于大型天线,风扰极大影响天线伺服系统控制精度。自抗扰控制技术具备算法简单,不依赖模型,抗扰性好的优势,可以满足设计需要。本文针对大型天线抗风扰需求,设计了天线自抗扰伺服控制器,通过仿真验证该控制器在复杂风扰环境下的优良性能表现。

基于反馈线性化的无人机盘旋控制器设计

针对经典PD算法无法保证闭环系统在大范围内的稳定性的问题,提出一种基于反馈线性化的无人机盘旋控制器设计方法。在考虑滚转角响应特性的条件下建立了无人机盘旋飞行的非线性动力学模型,在此基础上基于反馈线性化方法设计了非线性盘旋控制器,以保证闭环系统的全局渐进稳定,并通过Matlab/Simulink中将盘旋控制器加入模型进行仿真。仿真结果证明:相比于线性盘旋控制器,非线性盘旋控制器可得到更好的动态响应特性,其抵抗风干扰的能力也明显优于线性盘旋控制器。