高精度飞行仿真转台的鲁棒自适应控制

针对高精度直流伺服系统 ,提出一种基于Lyapunov直接法的鲁棒模型参考自适应控制方法。在算法中 ,通过调节增益系数 ,以适应系统中参数的变化 ,通过引入鲁棒补偿项 ,实现对摩擦环节的补偿 ,使得在具有参数不确定性和未知非线性摩擦特性的情况下 ,跟踪误差渐进收敛于零。并以三轴转台为例 ,进行了数值仿真 ,其结果表明该方法的有效性和鲁棒性。

无人机飞行控制原型实验设计与实践

针对航空航天类专业课程理论教学与课程实践相结合的需要,对无人机飞行控制系统半实物仿真实验技术进行了研究,设计了无人机半实物仿真实验平台。该实验平台将三轴转台、姿态传感器等作为实物部分,基于Simbox仿真计算机建立无人机飞行控制模型,通过仿真框架软件设计、半实物仿真硬件设备搭建实现无人机姿态控制。该实验平台可应用于无人机飞行控制及科学研究等领域,具有良好的实用价值。

基于干扰观测器的飞行仿真转台滑模控制器

针对飞行仿真转台中干扰观测器(DOB)对等效干扰项估计不足而影响跟踪精度的问题,提出一种基于DOB的滑模变结构控制器(SMVSC).它引入了附加干扰补偿项以及跟踪指令的速度信号和加速度信号,定义了一种新的滑模趋近律形式,并满足系统广义滑模存在条件.通过某单轴飞行仿真转台的实验结果表明,与传统的比例微分(PD)控制器+DOB方案相比,该控制方案提高了跟踪精度,同时,对系统参数变化和力矩扰动也具有更强的鲁棒性.

仿真转台内部独立式运动控制卡的研究与实现

介绍了一种独立式多轴运动控制器,并对其工作原理和工作方式进行了分析。此运动控制卡具有集成度高、功耗低、接口简单等优点,可以更好地满足各种转台的灵活性、实时性要求。该卡采用独立式结构,直接安装在台体内部,适于野外使用。

三轴飞行仿真转台自适应复合控制方法

针对三轴飞行仿真转台高精确度伺服系统中存在的由于系统模型参数变化,以及外部扰动、摩擦引起的不确定性和非线性,提出基于模型参考自适应的复合控制方案。该方案具有连续自适应、离散自适应和复合控制方法的优势,通过自适应增益的调整及数字前馈控制的引入,能够消除内外部干扰产生的误差,保证系统在宽频带范围内的跟踪性能和控制精确度。实验结果表明,提出的控制方案能够有效地补偿转台系统外部扰动、摩擦引起的非线性和不确定性,拓宽了系统频带,将转台双三指标(频率特性幅值介于-0.264 6～0.257 6 dB之间,相位特性介于-3～3°之间)由4.5 Hz拓展到10 Hz以上,同时,该方案控制结构清晰、响应速度快、实时性好,控制器设计简单。

高精确度飞行仿真转台内框控制摩擦补偿研究

为了实现高精确度飞行仿真转台直流力矩电机驱动内框的低速伺服目标,提出了在输入前馈和闭环PID控制的复合控制基础上构建Stribeck摩擦模型的等效控制电压模型进行摩擦超前补偿策略。首先针对转台内框伺服特性分析设计了复合控制策略;其次针对常规基于Stribeck模型摩擦补偿方法的不足和实验法辨识模型参数难的特点,提出利用转台内框本身的部件直接测定摩擦超前补偿的控制电压模型,并给出了3个关键参数的测定办法;最后将设计好的控制器用于内框低速伺服。实验结果表明,系统响应幅值为0.03,°频率为0.000 5 Hz三角波时跟踪误差在95%时间内在0.000 1°内,并对其他形式信号也有很高的动态跟踪精确度,从而证明在以非线性摩擦为主的扰动条件下所设计的控制策略能实现内框高品质低速伺服。

基于DSP的飞行仿真转台控制系统

文章介绍了一种新型的基于高速数字信号处理器(DSP),以永磁同步电动机(PMSM)为驱动部件的飞行仿真转台控制系统的原理及构成,并介绍了控制系统的硬件和软件结构。给出了一些实验结果。

基于采样控制理论的飞行仿真转台控制研究

基于采样控制系统的直接设计理论，应用提升技术，提出了仿真转台伺服控制系统多速率H(控制器的设计方法，解决了转台控制系统中由于被控对象的不确定性及应用离散控制器控制连续被控对象的近似等价影响系统动态性能提高的问题，最后文中给出了具体实例。

飞行仿真转台基于干扰观测器的鲁棒跟踪控制

对三轴飞行仿真转台系统 ,提出一种基于干扰观测器的鲁棒数字跟踪控制器的设计综合方法 .该控制器由前馈控制器、闭环控制器及摩擦补偿环节组成 .前馈环节由零相差跟踪控制器ZPETC (ZeroPhaseErrorTrackingController)及FIR滤波器构成 ,闭环由比例微分 (PD)控制及干扰观测器构成 ,摩擦补偿采用基于库仑模型的固定补偿方法 .实验结果表明 ,该方法能有效提高跟踪性能 。

飞行仿真转台的软件控制系统设计

飞行仿真转台作为航空、航天领域中进行半实物仿真和测试的关键设备,在飞行器的研制过程中起着非常关键的作用;以五轴飞行仿真转台为研究对象,介绍了系统的软硬件平台设计体系,然后根据软件控制系统的基本原则,采用模块化设计,以通用性、安全性为出发点,采用面向对象的程序设计思想,分别从模式选择、实时显示、数据保存、精度补偿、状态监控、安全保护和网络通讯等7个方面阐述了其设计思想;该系统经过实际的联机测试和控制实验,证明稳定可靠,界面友好,达到了理想的效果。

基于Backstepping的飞行仿真转台自适应摩擦补偿控制(英文)

论述了基于backstepping的飞行仿真转台自适应摩擦补偿控制。在实验的基础上,提出了飞行仿真转台的动态模型,其中包括动态LuGre摩擦模型。针对此动态模型推导出包括自适应摩擦补偿的backstepping鲁棒控制器。仿真实验证明:闭环系统的输出可以达到渐进跟踪给定的位置参考信号和速度参考信号,克服了转台在使用传统的PID控制器时,其位置波形存在平顶,速度波形存在畸变的缺点。

基于干扰观测器的飞行仿真转台完全跟踪控制

针对飞行仿真转台不断提升的性能要求及其多速率采样的工作特点,提出了一种新的鲁棒完全跟踪控制策略。针对完全跟踪前馈控制依赖于系统精确数学模型的问题,通过引入干扰观测器来消除模型摄动和外部扰动,使得被控对象的特性在给定的频段内始终趋近于标称模型,充分保证了PTC的作用。仿真结果表明即使结合简单的PID闭环控制器,系统的跟踪性能也获得了很大的提升。给出PTC和DOB的具体设计方法,并对方法的有效性进行了对比仿真验证。结果表明,与已有方法相比,所提控制方法对模型摄动和力矩扰动的抑制能力更强,跟踪性能更好。

基于模糊神经网络的飞行仿真转台控制

针对飞行仿真转台系统的非线性问题 ,提出了基于模糊神经网络的自适应控制方法 ,并且提出了新的推理算法 ,该控制方法结合了神经网络和模糊推理的优点 ,可以更合理地选择初始权值 ,既可提高神经网络的学习过程又可在线寻优模糊规则 ,通过实验表明该控制方法可以明显提高控制系统的跟踪性能 ,并且具有很强的对外干扰和非线性因素的鲁棒性。

基于改进蚁群算法的飞行仿真转台的控制优化

提出了一种用改进蚁群算法优化飞行仿真转台非线性PID控制参数的新策略,借助相遇搜索策略和信息素残留系数的自适应控制思想对基本蚁群算法进行了改进,设计了一种基于改进蚁群算法优化飞行仿真转台非线性PID(NLPID)控制参数的飞行仿真转台系统结构,在对非线性PID控制参数进行优化时采用了时间乘以误差绝对值积分最小性能指标,最后将用改进蚁群算法优化后的控制参数应用于某型高性能飞行仿真转台。实验表明,采用改进蚁群算法优化非线性PID控制参数的飞行仿真转台系统可从带噪声的输入信号中合理地提取出微分信号,并且对噪声具有很强的滤波作用,整个系统响应速度快,并具有较强的鲁棒性。

导弹飞行仿真液压转台控制系统参数整定策略

基于模拟、数字混合控制技术的导弹飞行仿真液压转台的控制系统包含一系列需要进行参数整定的环节.本文从工程实用的角度提出了循序渐进的参数整定策略,并分别详细论述了驱动电路、模拟速度控制回路、数字位置控制回路的参数整定方法.实践表明,本文提出的参数整定策略,首先保证了调试过程的安全,并且使控制系统的性能指标达到了预定的要求,即静态位置精度达到0.001,°最小平稳速度达到0.001°/s,内、中、外轴的90°相移带宽分别达到22Hz、15Hz和13Hz,可以满足导弹飞行仿真试验的需要.

三轴运动仿真转台控制系统设计

本文介绍了一种三轴运动仿真转台控制系统的设计功能和技术要求，详细描述了控制系统硬件结构、软件结构和特点。讨论了驱动机构、变频器、编码器系统、计算机等组件的选择及与控制系统性能指标的关系。测试表明，该控制系统的设计是成功的。

三轴飞行仿真转台外框的自适应模型跟随控制

三轴飞行仿真转台外框要求有相当宽的频带,因此用于外框的电液位置伺服系统的时滞就必须考虑,这对进一步提高系统频带有很大关系。本文针对电液伺服系统本身的参数变化及转台外框的时变负载,进一步考虑时滞,给出了其自适应模型跟随控制方案。该方法适合极点赢数大于2的系统,即具有不稳定逆系统的数字控制。仿真结果表明此方案对提高系统频带,抑制时变参数的影响有明显结果。

飞行器地面半实物仿真转台控制系统设计

由于飞行器对仿真转台的控制精度的要求高,但转台控制系统是带摩擦的非线性系统,提高飞行仿真转台控制精度较困难。为解决上述问题,采用一种建立在名义模型基础上的全鲁棒滑模控制策略。在实际系统的内回路中设计模糊干扰观测器,利用模糊干扰观测器的非线性逼近特性,实时估计和补偿非线性等效干扰。依据名义模型与实际对象输出的误差设计具有积分切换增益的全局滑模控制器。仿真结果表明了改进方法能实现控制系统的较高控制精度,适于高精度飞行仿真转台系统的实时控制。

飞行仿真转台速率稳定回路的H∞模型参考控制设计

对三轴三框架飞行仿真转台结构的描述下,分析了转台速率稳定回路中控制器的设计问题。针对传统的PI校正抗干扰性能差的缺陷,联合模型参考控制和H∞控制,以得到一种新的控制器设计方法-H∞模型参考控制。该新方法可使得速率稳定回路中的闭环传递函数等于或几乎接近于一个期望的传递函数,并且不仅继承了内模控制设计法中的模型参考特性,而且延拓了H∞回路成形法中的加权选择策略。通过引入两自由度的Youla-Kucera参数化来保证鲁棒模型参考的高性能设计,同时取得鲁棒控制意义下的鲁棒稳定性裕量。经仿真验证表明:采用内模H∞控制方法不仅具有更好的抗干扰性能,同时也改善了高阶系统的动态性能。

可控翼伞的飞行控制程序设计与运动仿真

文章介绍可控翼伞飞行控制程序的设计。以提高落点精度和减少操纵量为准则 ,设计了分阶段的归航控制程序 ,该程序中的关键参数运用仿真优化方法得以确定。为验证和改进翼伞飞行控制程序 ,构建了翼伞归航的可视化仿真环境。该仿真环境可以给出在设定条件下归航的仿真结果 ,包含翼伞系统运动轨迹的显示和统计分析结果 ,同时能直观地显示翼伞系统在三维场景中的归航过程。