小型无人机纵向姿态模糊自适应PID控制与仿真

针对某小型实验无人机智能自主飞行的要求,提出了一种无人机纵向姿态的模糊控制方法,设计了模糊自适应PID控制器,可有效实现该无人机的纵向姿态控制和纵向航迹跟踪.仿真结果表明,所设计的模糊自适应PID控制器较传统的PID控制器具有更好的控制性能,其响应快、超调小、精度高,而且鲁棒性和自适应能力也较强,可满足自主飞行的要求.

农用无人机纵向姿态控制系统设计及仿真

针对农用无人机的作业特点和应用领域,设计了一种基于经典PID控制方法的纵向姿态控制系统。首先,利用Mat Lab软件建立了无人机在配平点处的纵向运动数学模型,分析了无人机的纵向运动规律。在此基础上,采用经典PID理论对无人机纵向运动的俯仰角控制回路和高度控制回路进行设计。通过Simulink软件进行仿真实验,结果表明:该飞行姿态控制系统控制效果良好,可以满足农用无人机的技术要求。

大空域机动反舰导弹纵向通道姿态控制指令设计

针对基于姿态控制的导弹控制系统,设计了纵向通道的控制指令,并在VC++6.0下进行了全弹道仿真。仿真结果表明,所设计的控制指令能够保证导弹完成大空域内的机动飞行。

飞机纵向姿态自抗扰控制器的设计及参数优化

将自抗扰控制器用于飞机的纵向姿态控制。在自抗扰控制器(ADRC)参数优化方面,根据参数变化对系统性能的影响,采用二进制遗传算法自动优化,弱化了ADRC参数整定对经验的依赖程度。在两种飞行状态下的仿真及抗干扰测试表明,控制器具有较强的鲁棒性和抗干扰性,系统具有良好的动态和稳态性能。

全浸式水翼艇纵向运动姿态解耦控制

本文对全浸式水翼艇纵向运动姿态的解耦控制进行了研究。首先根据其数学模型进行了解耦,然后采用古典控制理论按SISO系统进行了动态设计,最后在数字计算机上对PCH水翼艇的纵向运动姿态在解耦与不解耦条件下的闭环控制系统进行了数字仿真和比较。结果表明:对于全浸式水翼艇纵向运动姿态采用解耦控制可获得令人满意的效果,且设计方法简单易行。

应用I/O线性化原理设计飞机纵向姿态控制器

介绍了非线性系统的输入输出（Ｉ／Ｏ）线性化跟踪控制设计原理，然后用它为某型收音机设计了纵向姿态跟踪控制器，并进行了系统仿真研究。仿真结果表明，所设计的飞机纵向姿态跟踪控制系统具有较好的动、静态特性。

无人驾驶直升机纵向姿态自动控制系统的研制

针对直升机具有高性能的特点 ,设计了以单片机为核心的无人驾驶直升机纵向姿态自动控制系统 ,介绍了系统的结构原理。

基于AKF的无人水翼航行器纵向姿态控制研究

无人水翼航行器在运行过程中会受到海浪干扰,使得无人水翼航行器姿态控制效果变差,而传统卡尔曼滤波(KF)过程噪声矩阵为固定值,在复杂海况下滤波效果并不理想。针对上述问题,基于一种无人水翼航行器,首先建立了其纵向运动数学模型,并设计了纵向姿态LQR控制器。然后设计了一种基于新息卡方检验值的自适应卡尔曼滤波(AKF),以自适应调节过程噪声矩阵,并将AKF用于对系统反馈状态进行最优估计。通过仿真验证了基于AKF的纵向姿态控制器,能够有效抑制海浪干扰,可以使无人水翼航行器在海浪中平稳运行。

基于MAS的无人机纵向飞行控制

提出一种基于分层递阶多Agent的无人机自主飞行控制系统,并分别利用动态逆和改进型动态逆方法设计了纵向姿态控制Agent。首先建立了带推力矢量的无人机六自由度模型,并在此基础上推导出纵向控制方程;进而结合奇异摄动理论,将无人机纵向飞行控制系统分成快慢两个回路,并为其分别设计了动态逆控制器和改进型动态逆控制器;最后用设计的控制器对所建无人机模型进行了仿真对比分析。结果表明,基于改进型动态逆设计的控制器是有效的,且比改进前的动态逆控制器具有更好的控制跟踪性能。

高超声速飞行器助推段纵向姿态控制

针对飞行器的飞行特点和自身的气动结构,建立了其助推段纵向控制的非线性数学模型,给出了静稳定性和模态特性的分析,发现了飞行器纵向快速发散的动态特性。根据飞行任务和运动特点,从稳定性、频率特性、轨迹敏感性等方面对两种控制策略进行对比分析。结果表明,控俯仰角作为高超声速飞行器助推段的控制律是更为有效合理的纵向控制策略。

基于模糊PID控制的飞机纵向姿态控制系统设计

针对传统确定性PID方法在控制飞机姿态时不能实时感知复杂实际飞行情况中存在的诸多随机干扰和不确定误差的问题,结合模糊理论,设计了模糊PID纵向姿态控制方法,并通过此种方法对飞机的纵向姿态控制进行研究。在模糊控制规则作用下,通过对输入变量的模糊化和输出量的清晰化,产生新的PID控制变量。同时,在Matlab的Simulink中对模糊PID控制和PID控制下的飞机纵向角运动进行仿真,得出不同性能的飞机在两种控制方法下的舵偏角、俯仰角速率、俯仰角响应曲线。仿真结果证明了对于不同舵机性能的飞机,这种模糊PID控制器在响应速度和超调量方面都要优于传统PID控制器,机动性和稳定性效果良好,具有实际应用价值。

飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制

通过研究飞机纵向受力,建立了飞机在高空定速巡航过程的纵向运动模型.针对飞行过程中可能出现的传感器故障和系统参数摄动,考虑跟踪控制问题,利于跟踪误差对系统模型进行增广,在构建状态观测器的基础上,设计了飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制器.仿真结果表明,当传感器发生故障时,飞机系统能够迅速稳定,具有满意的稳态和动态性能以及良好的鲁棒性.

高超声速飞行器助推段纵向姿态控制

为了更好的对高超的声速飞行棋助推段纵向姿态控制问题进行解决,本文通过火箭的助推垂直发射式飞行作为研究的对象,研究了高超声速飞行器的助推段纵向控制策略。按照飞行器自身的结构以及飞行环境,深入分析了控制了控制难点,构建运动参数的时变模型,进而提出增稳控制以及纵向姿态控制的策略。经过对结果进行分析显示:从操纵性以及稳定性上,和迎角相对比,俯仰角控制器有着比较强的操稳性。和阻尼内回路相对比,俯仰角速率指令当中回路在助推段有着比较强的鲁棒性。

非线性PID控制在导弹纵向飞行控制中的应用

提出了结构简单的非线性PID控制方案.通过对导弹动力学特性的分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,弹道外回路采用非线性PI控制,姿态内回路采用非线性PID控制.仿真结果表明,该控制方案结构简单,并能在全空间内实现较高的控制要求.

连续时间广义预测控制在纵向飞行控制中仿真

导弹的飞行主要是通过姿态稳定和调节实现的。当导弹在大空域内进行飞行时,系统存在着严重的非线性和复杂性等不确定性因素,采用离散的控制算法进行控制,在高采样速率情况下,产生控制抖动问题。提出了连续时间控制方案,通过以小扰动模型为基础的导弹动力学特性分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,并且以连续模型作为预测控制的被控对象,弹道外回路和姿态内回路均采用连续时间广义预测控制算法。仿真结果表明,该控制方案能实现高精度的控制要求,并且有效的克服了控制抖动。

满意设计方法在制导炸弹纵向控制系统中的应用

介绍了满意控制思想及其算法,并在此基础上进行了制导炸弹纵向控制系统的PID参数设计。仿真结果表明,设计出的控制器参数比较合理,能够实现制导炸弹的控制过程。

基于多Agent的无人机自主飞行控制系统研究

提出一种分层递阶多Agent控制结构,在此控制结构的基础上设计出一种无人机自主飞行控制系统。重点对系统中的任务规划Agent和姿态控制Agent进行研究,分别实现了对任务规划Agent的结构建模和姿态控制Agent的内部控制律设计,最后在JADE平台上仿真实现了无人机的姿态角控制。实验结果表明,在多Agent系统与先进控制方法交叉、融合的基础上,设计出的自主飞行控制系统具有很好的控制效果和很高的智能能力,非常适合无人机自主飞行控制设计。

基于不同PID控制器的无人机姿态控制对比研究

通过建立了无人机数学模型,并用小扰动线性化法,得到无人机纵向线性化方程。根据状态方程,设计了俯仰角、速度、迎角的传统PID控制器和分数阶PID控制器。利用MATLAB仿真平台,对两种控制器进行仿真,得到不同控制系统的单位阶跃响应特性曲线,并对结果进行比较与验证。结果表明,在线性模型中分数阶PID控制器表现出更好的稳定性、适应性和鲁棒性。

基于周期参数化方法的直升机姿态控制策略研究

针对直升机在悬停状态下姿态控制问题,设计了一种参数化周期控制方法。通过对直升机控制系统的分析,选取了相关机体坐标系,并通过雅可比线性化方法得到了直升机受扰动运动的线性化方程,建立了直升机在悬停状态下的纵向LPV模型。利用参数化设计方法进行极点配置,设计了周期控制器并将其应用到直升机纵向模型中。通过实例仿真验证,分析开环和闭环系统状态响应曲线变化趋势,表明了设计控制器的有效性,并在一定程度上稳定了直升机飞行姿态。

大型捆绑火箭模态纵向分量对姿控系统的影响分析

针对助推段固体捆绑火箭纵-横-扭强耦合的模态特征,在小变形假设下推导了某型固体捆绑火箭姿态动力学模型,系统分析了模态纵向分量对箭体姿态运动和弹性变形的影响。研究表明,模态纵向分量对箭体姿态运动影响较小,但会加大速率陀螺特别是滚动通道速率陀螺输出信号的高频抖振,这一现象是捆绑火箭因助推器的存在所固有的。模态纵向分量容易和部分"呼吸"模态和扭转模态发生耦合,但对横向弯曲模态基本无影响。