基于自适应动态逆的无人机精准着舰技术研究

为了提高无人机在动平台上的定点着陆精度,设计了一种基于改进的自适应动态逆的控制方法,增强了在不同海况和舰尾流干扰下系统的鲁棒性。分析了在设计基于天向速度指令模式的控制律时引入前向距离误差的优势;简述了一种改进的自适应律;建立了简洁的无人机模型,并且设计了含有前向距离误差的自适应动态逆控制律;在不同干扰程度下对比验证了含前向距离误差自适应动态逆控制律的着舰性能。结果表明中等海况及舰尾流干扰下含前向距离误差自适应动态逆方法设计的控制律在着舰时有较高的着舰精度,实现了无人机精准着舰。

基于改进的分段常数自适应动态逆控制方法研究

针对非线性动态逆控制在扰动影响下鲁棒性不足的问题,提出一种适用于工程的基于改进分段常数自适应动态逆控制方法,用于增强控制系统对干扰的鲁棒性以及提高控制响应的准确性。在扰动影响下对模型做出合理的分析;提出了适用于飞行控制系统的改进的分段常数自适应动态逆控制方法;证明了设计的控制器在扰动影响下的稳定性和动态特性,以及改进后的分段常数自适应的误差收敛范围;对飞机模型进行描述给出了符合实际战斗机控制需求的自适应动态逆角速度控制策略,并且基于改进后的方法设计控制律并在执行机构故障和重心突变扰动下进行仿真,对比验证了基于改进的分段常数自适应动态逆方法设计的控制器的鲁棒性和动态性能。结果表明基于改进的分段常数自适应动态逆控制具有鲁棒性强、控制精度高的特点。

基于自适应动态逆的四旋翼机器人控制器设计

本文针对“X”型四旋翼空中机器人的轨迹跟踪问题,设计了一种自适应动态逆控制器。为了加强控制系统的鲁棒性,提出一个自适应动态矢量用于补偿模型逆误差,使系统达到Lyapunov渐近稳定。基于四旋翼机器人复杂的非线性动态模型,自适应动态逆控制器能在线估计并补偿四旋翼机器人的模型误差,使系统达到渐近稳定和轨迹跟踪的目的。MATLAB仿真实验表明该控制方案能满足系统稳定和轨迹跟踪的目的。

固定翼无人机动态逆控制方法与工程实现

无人机的稳定性和平稳性是飞行控制的一项重要指标,而无人机飞行时产生的非线性问题是控制率设计中亟需解决的问题。本文以固定翼无人机为研究对象,研究了固定翼飞行控制的动态逆控制方法,搭建了固定翼无人机飞行控制系统框架图,并设计了自适应动态逆控制器及多种飞行控制模式,完成数据接收和解算,在飞控硬件设备上完成了工程实施并进行了飞行试验。初步飞行试验表明,所设计的动态逆控制器满足了固定翼无人机飞行控制的需求。

基于神经网络自适应动态逆的结冰飞机飞行安全边界保护方法

考虑到飞机带冰飞行的安全问题,对结冰飞机进行安全边界保护成为一种有效的解决手段。基于神经网络自适应动态逆跟踪性能好、鲁棒性强的优点,提出了以安全关键飞行参数限制值作为神经网络自适应动态逆的输入,获取可用舵面偏转角的边界保护方法。建立了飞机本体动力学模型,采用高精度的数值模拟方法获得结冰数据库。设计了神经网络自适应动态逆控制律,通过在动态逆环节引入单隐层神经网络,对不确定性逆误差进行自适应补偿,增强了控制系统的鲁棒性。以俯仰姿态保持模式为例设计了结冰飞行闭环安全边界保护系统。以结冰飞机最小平飞速度的估算值作为飞机最低飞行速度,设计自动油门控制系统,实现对飞行速度的保护。通过仿真验证了设计的控制律具有较强的鲁棒性。对结冰严重程度线性增加情形下飞机状态参数的动态响应进行了分析。仿真结果表明,所设计的结冰边界保护系统,能够实现飞机在容冰飞行过程中对安全关键参数如迎角、飞行速度的实时保护。

基于L1自适应结构的动态逆飞行控制方法研究

非线性动态逆控制具有很好的快速性和解耦能力,但自身缺乏必要的鲁棒性。因此,从提高动态逆控制方法鲁棒性的角度出发,提出一种动态性能优异、强鲁棒的L1自适应结构的自适应动态逆控制方法。该方法通过引入L1自适应结构来增强动态逆控制的鲁棒性,并且保证系统在扰动干扰下的稳定性和动态性能。基于此方法设计了飞行控制律,旨在提高飞控系统的鲁棒性和容错能力。在故障干扰下验证了所设计控制器的有效性,仿真结果表明基于L1自适应动态逆设计的飞行控制器在参数不确定性等扰动具有强大的鲁棒性,能够保证系统在扰动下依旧达到期望的动态性能。

基于改进动态逆的纵向着舰控制律设计

针对舰尾气流和甲板运动影响着舰精度的问题,提出一种基于自适应动态逆的纵向着舰控制律设计方法。建立舰载机模型、舰尾流和甲板运动模型,基于自适应动态逆控制设计纵向自动驾驶仪,并在Lyapunov稳定意义下证明了控制器的稳定性;设计着舰导引律和迎角恒定的动力补偿器;采用Monte Carlo模拟方法对建立的自动着舰控制系统进行仿真验证。仿真结果表明:该自动着舰控制律具有更好鲁棒性,能够削弱舰尾流和甲板运动的影响,提高了着舰的精度。

BTT导弹控制系统设计问题的研究

针对BTT导弹控制技术进行研究无疑具有很高的应用价值,对巩固和提高我国的国防科技水平具有重要意义;BTT导弹因其自身的机动方式而成为典型的非线性强耦合系统,给其控制系统设计工作带来很大难度;能否选择合适的控制方法对控制系统进行设计成为制约BTT导弹性能的关键问题;文中从控制方法设计的角度对BTT导弹控制系统设计问题进行了研究,通过采用不同控制方法进行控制律设计和稳定性分析,来对各方法的特点进行比较和分析。

旋翼-机翼复合布局无人机全模态控制律设计

针对驱转/自转双模旋翼-机翼复合布局无人机多模态飞行具有强耦合、强非线性和特性突变的特点,提出了基于非导数神经网络的自适应动态逆与旋翼-气动舵面控制分配方法的控制律设计方法。首先,介绍了样例无人机;然后,给出了其典型飞行剖面与飞行阶段划分,描述了多模态自动飞行过程;最后,设计了全模态自动飞行控制律,采用自适应动态逆与控制分配方法实现了多模态飞行下的姿态跟踪。仿真结果表明,所提出的方法可以实现旋翼-机翼复合布局无人机的全模态平稳飞行,并具有良好的鲁棒性。