基于LQR的直升机悬停控制律设计与仿真

建立了某型直升机数学模型,并将该模型分解为纵向模型和横侧向模型两部分,提出了悬停控制律应该达到的稳态指标;以该型直升机为被控对象,采用输出反馈线性二次型调节器(LQR)技术设计了由纵向控制律和横侧向控制律组成的悬停控制律,使得直升机能取得满意的悬停性能指标;以该型直升机模型、执行器模型以及设计的悬停控制器构成全数字闭环仿真系统进行控制律仿真验证;仿真结果表明,文中设计的悬停控制律正确有效,能够较好地实现直升机的悬停功能,另外,由于该悬停控制律是基于输出反馈的,在工程上也比较容易实现。

直升机悬停双雷齐射初探

针对直升机投雷一般采用单雷射击的现状,提出了采用直升机悬停双雷齐射的方法。通过对双雷齐射搜索面的组织、目标可能位置区域、齐射射击瞄准点的选取以及潜艇规避机动模型的分析,建立了潜艇纯机动规避情况下鱼雷命中概率仿真模型。仿真结果表明,与单雷射击相比,双雷齐射可有效提高对目标的发现概率,并能弥补单雷射击在大舷角时命中概率较低的不足,在相同发现概率条件下双雷齐射对目标的射击距离更远。

单旋翼油动无人施药直升机悬停状态下风场下洗气流分布规律研究

无人施药直升机,具有机动灵活、无需专用起降场地、对飞行空域要求低等优点,在我国航空植保中已经初步得到应用。相关文献中通过实验证明,单旋翼无人直升机施药装备进行水稻、玉米等病虫害的防治,在旋翼产生的下洗气流的辅助作用下,药液的沉积率和穿透率都大大提高,尤其是在水稻生长分蘖期和玉米生长穗期(封行)以后,防效优于常规地面机具。风场的有效覆盖范围、下洗气流风速的大小,对机载施药装备的装配布局以及施药效果有着直接的影响。该文采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD),对油动单旋翼直升机悬停状态时5、6、7m高度下的旋翼所产生的风场进行了模拟分析,重点研究了风场中对农药喷洒作业过程中主要影响雾滴沉积分布的下洗气流分布规律,并设计了一套农用无人机风场测量装备,并以单旋翼油动无人机为测试对象,对旋翼产生的风场进行了测试验证。试验中,将无人机升至距离地面5、6和7m,采用"米-环形放射状布点法",纵向(Z轴向)、径向(从原点O至与Z轴垂直面上的测量点)均以主旋翼中轴和地面相交处为圆心、0.5m为一步长,径向以45°夹角分隔测量8个方向,垂直向和径向布置测量点,测量范围以主旋翼中轴为圆心、旋翼旋转覆盖面为主。以5m高度时风场下洗气流风速数据为例进行了充分讨论,模拟结果和试验测量结果显示:随着高度的增大同一纵向剖面上风速变化总体趋势是由大变小再迅速变大,并在1m左右高度处出现下洗气流风速极小值区间,在2m左右高度处出现下洗气流风速值极大值区间;随着径向距离的增加同一径向上风速变化总体趋势是先由小变大,再由大变小,下洗气流最大测量值为11.37m/s,风速值较大区间为径向0.5~1.5m之间;接近地面(高度0.5m处)的风速变化规律不明显。对8个方向5个测量高度的试验数据进行标准差对比,结果表明标准差总体不大于0.6m/s;以测量数据为依据,计算了模拟数据与测量数据间的误差,结果表明整体最大相对误差限介于0.3~0.7之间,验证了模拟数据的可信度;结合模拟数据和实验测量数据,采用高次多项式拟合,测量高度超过1m以上时,多项式拟合决定系数R2达到或超过0.75,说明拟合方程具有参考价值,0.5m以下测量高度,多项式拟合决定系数R2值较小,介于0.4~0.7之间不等。研究将为单旋翼无人机航空施药提供优化依据。

采用LQR方法的纵列式直升机悬停控制与仿真

本文在对CH-46纵列式双旋翼直升机在悬停时刻线性化模型进行分析的基础上,采用状态反馈线性二次型调节器(LQR)技术设计了该直升机悬停控制律,使得直升机能够获得满意的性能指标。以该直升机模型、LQR调节器构成闭环仿真系统进行控制律验证仿真;仿真结果表明,所设计的LQR调节器能较好地实现直升机悬停功能,在工程上也比较容易实现。

直升机悬停控制系统鲁棒控制器的设计研究

针对直升机悬停时参数的变化,提出一种在直升机悬停系统原速度回路基础上增加鲁棒控制器的控制方案。给出了设计方法;仿真结果表明这种方案的可行性。

悬停直升机的雷达探测技术

首先对直升机旋翼的雷达回波进行建模与分析 ,在此基础上分析了雷达探测悬停直升机的可能性 ,提出了一种适用于所有直升机类型的多扫描周期积累检测系统方案 ,讨论了可能影响其检测性能的因素 .

悬停直升机检测问题研究

主要研究悬停直升机目标的检测问题。首先描述直升机旋翼的理想后向散射模型 ,分析了直升机理想旋翼回波时域上的调制特点和频域上的分布特性。并据此讨论了检测中需要考虑的问题和要求。最后 ,提出了一种以小波变换为工具进行信号处理、利用直升机目标旋翼的回波闪烁幅度和数目进行检测的新方法 ,计算机仿真验证此方法是有效的。

悬停直升机的识别

详细分析了各种类型直升机的回波特性 ,从回波信号中提取了旋翼回波最大线速度vmax 和旋翼回波闪烁周期Tp 的信息。在综合利用这两种信息的基础上对悬停直升机进行了识别 ,理论分析和仿真试验结果表明 。

相控阵机载预警雷达对悬停直升机的探测

本文研究相控阵机载预警(AEW)雷达针对旋翼回波信号特点的检测技术，提出 了采用时空 级联自适应处理(TSA)杂波抑制结合多多普勒通道联合检测的方法，并导出了 具有恒虚警率( CFAR)特性的检测器结构.理论分析和仿真实验证明了这种检测器的可行性和 有效性.

悬停直升机的匹配检测

详细分析了悬停直升机旋翼回波的特性 ,提出了一种多目标假设与匹配检验相结合的悬停直升机检测新算法。理论推导和仿真实验表明

悬停直升机桨叶下方的旋翼诱导流动计算

建立了旋翼自由尾迹模型 ,求解了悬停状态下桨盘下方 0 1R处的旋翼诱导速度分布 ,计算结果与实验数据吻合较好 。

悬停直升机目标旋翼回波信号的多通道检测方法

研究常规雷达利用旋翼回波信号来探测悬停直升机目标的方法。提出了针对旋翼回波信号的多普勒通道联合检测方法 ,分析并给出了检测器的结构和性能。蒙特卡洛试验结果验证了检测器的有效性。

一种检测悬停直升机的新方法

首先对直升机旋翼的雷达回波进行建模和分析 ,在此基础上提出一种悬停直升机积累检测新方法即低通滤波和多级假设检验相结合的方法。理论分析和仿真实验表明 ,该方法简单实用 。

机载预警雷达对海上悬停直升机的探测

提出了依托机载预警 ( AEW)雷达利用悬停直升机旋翼回波信号来探测海上悬停直升机目标的方案 .着重就机载预警雷达采用时 -空级联自适应处理技术对海杂波的抑制和旋翼回波信号处理的方法进行了研究 .最后 。

基于直接Hough变换的悬停直升机检测器性能分析

根据文献[1]悬停直升机主旋翼回波信号特点,提出了一种新的多扫描周期积累检测器,研究了用直接Hough变换实现该检测器的具体方案.理论分析和仿真实验验证了该方法的可行性.

用二值Hough变换法检测悬停直升机

为了克服直接Hough变换积累存在的缺点,提出用二值Hough变换法实现文献[1]所述用于悬停直升机检测的多扫描周期积累检测器,说明使用二值Hough变换法的优越性,并对系统的检测性能进行了理论分析和仿真实验验证.

弹载PD雷达对悬停直升机的检测

从多径效应存在的物理意义出发 ,建立了多径效应的模型。在此基础上 ,分析了在特定条件下多径效应对系统检测性能的影响 ,推导了弹载毫米波

低重频短驻留搜索雷达的悬停直升机检测

直升机在军事上的广泛应用对现有陆基中低空防空系统提出了挑战。低空、慢速、悬停式武装直升机的雷达探测是一个迫切需要解决的课题。分析了低重频搜索雷达利用旋翼回波信号来探测悬停直升机所存在的问题,并用实测数据进行验证。基于这些问题提出了一种对驻留时间要求较小的检测方法,并用实测数据验证了算法的有效性。

低重频短驻留悬停直升机检测技术

地面情报雷达远距离搜索时脉冲重复频率低、驻留时间短,基于时域周期性峰包的检测方法性能变差。本文提出了一种基于频域多普勒维展宽的悬停直升机检测方法,通过检测沿多普勒维的直线来检测悬停直升机。针对旋翼频谱能量沿多普勒维扩散信噪比较低的问题,本文通过脉冲间相参积累、波束间非相参积累以及圈间二进制积累等手段提高旋翼频谱信杂比,并通过较高虚警率的CFAR算法来检测旋翼频谱回波,最后通过Hough变换进行峰值检测完成直线检测并消除虚警,从而解决低重频短驻留低信噪比条件下的悬停直升机检测难题。相比时域周期性峰包检测算法,本文所提算法对雷达脉冲重复频率和驻留时间没有任何要求。实测数据处理结果说明了所提方法的有效性。

舰载反潜直升机悬停投放鱼雷训练

舰载反潜直升机在反潜攻潜时,一般采用以一定的速度和高度行进间投雷和空中悬停投雷两种方式,主要是舰载反潜直升机探测潜艇的方位和距离来决定的。投放航空反潜鱼雷时。