气动/推力矢量飞行器分阶段复合控制分配策略设计

以气动/燃气舵推力矢量复合控制反坦克导弹为研究对象,研究了不同飞行阶段下的气动/推力矢量复合控制分配策略问题。通过分析气动舵和燃气舵控制效率受导弹飞行速度变化的影响,并结合不同飞行阶段的飞行任务和特点,分别基于模糊逻辑以及链式递增理论,设计了适用于初始飞行段和末制导段的复合控制分配策略。仿真结果表明,所设计的两种策略均保证了复合控制系统具有较快的响应速度和良好的控制精度,同时缩短了燃气舵的工作时间,减少了推力损失。

RLV双环滑模RCS/气动舵复合控制器设计

针对可重复使用运载器(RLV)再入飞行强非线性、快时变特性和多种控制模式给姿态控制器设计带来的困难和挑战,提出了一种双环滑模反作用控制系统(RCS)/气动舵复合控制器设计方案。首先建立了RLV再入飞行的数学模型,基于时标分离原理,设计了快、慢双环回路控制系统,并采用滑模控制律(SMCL)获得控制力矩指令;所设计的RCS/气动舵复合控制器,由控制分配将控制力矩指令分别映射成RCS推力器执行的开关指令和气动舵面偏转指令,采用链式递增融合协调气动舵与RCS的复合控制。仿真结果表明,双环滑模RCS/气动舵复合控制器能较好地完成姿态跟踪控制,有效地节省RCS燃料,实现了气动舵面与RCS的协调控制。控制方案也能用于再入飞行器或空天飞机的控制系统设计。

基于稳定域划分的平衡重式叉车防侧翻控制

为提高平衡重式叉车在急转工况下抗侧翻能力,在叉车结构分析的基础上建立两阶段侧翻动力学模型,基于两阶段横向载荷转移率LTR1、LTR2进行叉车侧翻机理分析与稳定域划分,将叉车稳定性状态分为稳定域、相对稳定域、危险域和异常危险域,提出基于稳定域划分的叉车防侧翻分级控制策略,根据不同的稳定域选择不同的防侧翻控制执行机构:动平衡块、液压支撑油缸和转向油缸。设计叉车防侧翻控制器,由上层稳定域识别控制器、中层模型预测控制器(Model predictive control,MPC)与下层执行控制器组成;上层稳定域识别控制器基于两阶段横向载荷转移率进行叉车稳定域识别,中层MPC控制器以车身侧偏角和横摆角速度为控制目标计算所需控制力矩,下层执行控制器采用改进链式递增分配方式对动平衡块、液压支撑油缸和转向油缸进行控制,以满足目标控制力矩。基于Matlab/Simulink进行仿真与实车试验验证,结果表明基于稳定域划分的平衡重式叉车防侧翻控制可大大降低叉车侧翻危险,提高叉车的安全性。