直升机模型跟踪变稳控制原理分析与仿真研究

结合变稳直升机模拟它机的任务需求,探究了其变稳控制原理,深入分析了从开环模型跟踪到闭环模型跟踪的数学原理。根据原型机不同特性,提出了模型跟踪控制的一般步骤,并在MATLAB/Simulink中进行了仿真验证。结果表明,变稳直升机可跟踪的状态变量数目与操纵面数目一致,且稳定性不足时会导致跟踪误差发散。因此,在模型跟踪控制中,需选择主要跟踪变量,并引入状态反馈抑制跟踪误差发散。

直升机显模型跟踪解耦控制设计

采用显模型跟踪控制方法,设计了直升机飞行控制律,并进行了仿真验证。仿真结果表明,采用显模型跟踪控制后,直升机飞行控制解耦效果良好,跟踪性能好,具有良好的鲁棒性。

变结构局部模型跟踪控制研究

本文针对线性失配不确定性系统，提出了一种新的模型跟踪概念──局部模型跟踪．基于变结构控制理论，研究了实现此跟踪的系统特定结构和设计方法，并证明了设计中的分离定理以及变结构局部模型跟踪控制系统的最大跟踪能力．本文突破了变结构不变性条件的苛刻限制，大大提高了系统的稳态跟踪特性．

基于MATLAB的变结构模型跟踪控制系统研究

广泛应用的直流调速系统采用传统PID控制 ,往往在负载、模型参数大范围变化时 ,难以达到令人满意的控制效果 因而以直流调速系统为对象 ,设计了一种变结构模型跟踪控制器 ,基于MATLAB/SIMULINK建立了动态仿真模型 ,并着重分析了对象参数变化、负载变化、控制参数选择等对系统性能的影响 仿真及分析结果表明 :采用数字控制的变结构模型跟踪控制系统 ,对对象参数变化及负载变化不敏感 ,具有较高的鲁棒性 ;非自衡对象负载变化后 ,系统存在微小的静差 ;

直升机贴地飞行模型跟踪控制器设计研究

为了设计直升机实施贴地飞行时的飞行控制系统,研究了基于内/外回路控制结构的直升机模型跟踪飞行控制器,引入了模型跟踪性能判据,分析了显模型的动态特性以及增益矩阵等参数的优化设计对控制系统模型跟踪性能的影响;对于贴地飞行中实施的鱼跃障碍机动飞行,设计了模型跟踪控制器,对于直升机对正弦形式垂向速率指令和俯仰指令的跟踪进行了仿真;通过对仿真结果的分析说明了模型跟踪控制技术在直升机贴地飞行控制中性能良好,有很好的应用前景。

车辆转向统一动力学模型及模型跟踪控制

为将两轴车辆控制算法应用于多轴车辆,该文在多轴转向车辆二自由度动力学模型的基础上,建立了多轴转向车辆和两轴车辆的统一动力学模型;在此统一动力学模型的基础上可通过对任两轴车轮的控制就能实现对多轴转向车辆的控制。同时根据零侧偏角控制策略构建了多轴车辆的动力学理想模型;对前轮机械转向和前轮电控转向的多轴转向车辆,分别设计了基于模型跟踪的控制系统并进行了分析。分析结果表明,采用统一动力学模型、零侧偏角控制策略和模型跟踪控制方法,控制系统调整方便且较易实现,也能达到理想的控制效果。

四轮转向汽车自适应模型跟踪控制研究

使用单点预瞄驾驶员模型,针对确定性汽车模型探讨了4WS汽车在单移线行驶过程中后轮的最优转向控制规律。通过引入状态反馈,改善了整车的转向特性。将实际汽车的前后轮胎侧偏刚度及外界干扰视为有界的不确定性参数,采用自适应模型跟踪变结构控制方法,使得不确定的实际汽车模型能够很好地跟踪确定性的最优理论模型。仿真结果表明该方法的可行性,控制系统能够有效地克服参数摄动及外界干扰对系统稳定性的影响。

机动目标的模糊多模型跟踪算法

设计了一种基于模糊逻辑推理的机动目标多模型跟踪新算法(FMMTA),把量测新息对其协方差的逆的加权二次函数作为模糊推理系统的输入,并通过模糊逻辑推理得到模型集中各模型的匹配度,代替了交互式多模型(IMM)算法中的模式概率计算,降低了计算的复杂度.该算法将测量空间的不确定性映射到模糊空间,从而解决了从测量空间的不确定性到模式空间不确定性的模糊推理问题,并将模糊推理与多模型卡尔曼滤波结合,进行并行处理,有利于机动目标的实时跟踪.MonteCarlo仿真结果表明,在模糊规则设计恰当的情况下,FMMTA算法相对于IMM算法在降低机动目标位置和速度的跟踪误差方面更有效.

直升机模型跟踪光传飞控技术研究

为提高武装直升机贴地飞行操纵品质,开发了自适应显模型跟踪实时飞行控制仿真系统,建立了直升机显模型跟踪贴地飞行电/光传操纵地面物理仿真验证平台。经电/光传特性对比,验证了所开发的2种光传技术的有效性。为直升机光传控制技术的研究开发提供了技术措施及地面物理仿真验证平台。

多变量系统的全程滑态变结构模型跟踪控制

研究了多变量系统的变结构模型参考设计问题，针对同时具有参数摄动和外界干扰的多变量系统提出了一种全程滑态变结构模型跟踪控制方案，使得误差系统从一开始就处于滑动模态上，改善了跟踪误差的瞬态性能和鲁棒性，仿真结果表明了该方法的有效性。

线性多变量模型跟踪控制系统的参考模型设计

本文针对线性多变量模型跟踪控制系统，研究了参考模型设计不当对稳态跟踪特性和控制效益的不良影响；确定了参考模型的设计准则，强调参考模型应当与被控对象的主要外在特性相一致；据此提出了一种一般性的规范化设计方法，并证明了所得参考模型不仅满足完全模型跟踪的条件，而且完全可控．

四轮主动转向的模型跟踪控制

在分析了传统四轮转向不足的基础上,将前轮主动转向与后轮主动转向相结合,提出了四轮主动转向(4WAS)控制,独立地控制前后轮转向角.采用前馈控制和反馈控制相结合跟踪参考模型的控制策略,并基于最优控制理论设计了反馈控制器,使实际车辆模型输出与期望参考模型输出之间的跟踪误差最小.基于3自由度车辆模型在Matlab中进行了仿真研究.结果表明,与传统的四轮转向和前轮转向相比,采用模型跟踪控制策略的4WAS控制能够同时实现期望的车辆横摆角速度和质心侧偏角响应,提高了中、高速时车辆的操纵稳定性.

智能转向汽车的模型跟踪控制

从研究转向特性的2自由度简化模型出发,推导出智能汽车转向的状态空间方程,据此构造了智能汽车转向的动力学模型,进而应用Lyapunov方程设计了模型跟踪控制器.选用与实际汽车模型同阶的系统,采用极点配置的方法设计了理想汽车模型.通过输入不同的道路进行仿真,证明了该控制器设计的有效性.

一类不确定线性组合系统的变结构模型跟踪控制

研究了具有参数摄动、外界干扰等不确定因素影响的线性组合系统的模型跟踪控制问题·考虑到互联项在组合系统中不可忽视的重要作用,提出了一种参考模型选择的新思路:在选择参考模型时,根据系统所期望的性能指标,充分考虑各子系统间可能(或应该)具有的相互作用,添加互联项;在假设系统不确定性有界且满足一定匹配条件的前提下,基于Lyapunov方法,给出了系统的一种变结构模型跟踪分散控制律,实现了大系统的全局渐近稳定·该控制律设计简单,计算量小,易于在线实现·数字仿真表明了该算法的有效性·

广义非线性系统的模型跟踪控制及内部状态稳定性证明

将被控对象设定成线性部分和非线性部分 ,提出了一种广义非线性系统模型跟踪控制的新方法 ,给出了非线性代数约束方程中包含控制输入时闭环系统具有唯一解的条件 ,证明了当非线性项满足范数条件以及相关的传递函数满足正实条件时 ,闭环系统的所有变量都是有界的 .该方法可处理代数约束为非线性 ,用状态空间方程无法描述的被控对象 .

航空发动机全程滑态模型跟踪控制研究

将全程滑态变结构模型跟踪控制首次应用于航空发动机系统 ,设计出了航空发动机全程滑态模型跟踪控制器。采用二次状态反馈法规划的参考模型不仅满足性能指标要求和完全跟踪的模型匹配条件 ,同时也实现了完全解耦。由于全程滑态变结构控制消除了能达阶段 ,故能克服定常滑态变结构控制系统在此阶段对扰动的敏感性 ,并且其控制律的设计可以改善系统的瞬态性能 ,克服扰动和未知参数摄动的影响。结果表明 :所设计的系统能取得令人满意的控制效果 ,能有效地抑制干扰和参数摄动的影响 。

分散模型跟踪滑模控制器在陶瓷取坯机械手中的应用

首先从理论上研究了一类非线性大系统的分散自适应滑模控制方案 ,通过理论分析证明了该分散自适应滑模控制系统是全局稳定 ,跟踪误差可收敛到零的一个邻域内。针对现有的陶瓷取坯机械手在运行过程中出现的位置误差大、不稳定等问题 ,采用滑模控制对陶瓷取坯机械手进行了仿真应用 ,收到了良好的效果。

基于模型跟踪变结构控制的飞行重构控制律设计

提出一种基于模型跟踪变结构控制的飞行重构控制律的设计方法。利用该方法能实现受控对象对理想模型较高精度的跟踪,使重构飞行控制系统具有较好的控制性能。首先设计了一个比例-积分滑模面以确保消除稳态误差,采用极点配置技术使滑模具有良好的动态品质,其次利用饱和控制技术来减少变结构控制引起的抖振现象,最后以某型飞机纵向飞行控制系统为例进行了相应的数字仿真。结果表明重构系统不仅实现了无抖振模型跟踪,而且还具有较强的鲁棒性。

基于显模型跟踪的直升机自动飞行模态设计

阐述了将已设计完成的四通道MFCS作为内回路,按自动飞行设计任务规范要求,对MFCS进行扩展,形成外回路模态:空速控制与保持、高度控制与保持及航向控制与保持.同时提出了工程简化设计方法,并对它们所具有的优良性能进行了实时物理仿真验证及性能分析.

控制阵解耦的直升机显模型跟踪飞控系统设计

以某型武装直升机为例,在电传控制方式下,从工程易实现的角度出发,仅通过对控制阵B解耦,设计直升机显模型跟踪飞控系统.重点阐述了解耦矩阵Bd的设计,主要讨论当B不为方阵时,如何从广义逆矩阵的角度设计解耦矩阵,同时还需解决内回路多变量输入输出维数不一致的问题.通过定量分析评估所设计的模型跟踪系统的性能.完成内回路设计后,采用单输入单输出经典控制方法设计外回路.仿真结果验证了内外回路单独独立设计的可行性.