反馈线性化超低空空投抗侧风滑模控制律设计

超低空空投过程中货台运动与侧风干扰耦合会影响载机的安全性和空投任务的完成,为此提出了基于反馈线性化和滑模变结构相结合的控制律设计方法.利用微分几何反馈线性化完成系统解耦线性化,在此基础上采用滑模变结构控制设计系统内环姿态角的跟踪控制器,保证了系统鲁棒性,并结合外环PID轨迹保持控制完成整个飞行控制系统设计.仿真验证了控制器的鲁棒性,且满足空投战技指标要求.

切风模式风力发电飞行器的进展与挑战

风能是当今主流的可再生能源种类之一,目前传统风力发电机只能利用近地风能,而高空风能储量巨大且较为稳定,具有很大的开发价值及潜力。对于高空风能的利用,国际上已经制定出多种方案,部分已进行了飞行试验,而国内相关研究尚处于起步阶段。围绕高空风力发电系统(AWES)的种类和发展情况进行研究,分析了切风模式AWES的飞行原理,介绍了国外代表性的切风模式AWES项目案例,指出了切风模式AWES所包含的系留缆绳、精确控制、多功能基站以及综合优化等关键问题,为国内相关领域的后续研究提供参考。

基于滑模理论的高速车辆侧风稳定性控制研究

针对高速车辆侧风稳定性问题,搭建了汽车多体动力学(multi-body dynamics,MBD)和计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)双向耦合平台,并基于该平台设计了一种侧风稳定性控制系统。该系统的上层控制器基于滑模理论计算出侧风干扰下的高速车辆为维持稳定所需的附加横摆力矩,下层控制器将上层控制器输出的横摆力矩分配到各个车轮,从而完成车辆的抗侧风干扰控制。分析了未受控制车辆与直接横摆力矩控制(direct yaw-moment control,DYC)车辆在阶跃侧风下的运动特性和气动特性。研究结果表明,在阶跃侧风中,未受控制车辆的最大横摆角为5.7°,最大侧向位移为4.0 m,而施加DYC后,车辆横摆角基本为0,最大侧向位移为0.41 m,较好地维持了直线行驶状态。表明在此侧风稳定性控制系统下,高速车辆的抗侧风干扰能力得到有效提升。

自适应滑模控制器的EPS侧风反向控制研究

为了研究在侧风影响下汽车正向助力转向偏移过大而威胁驾驶员行车安全的问题,提出一种将反向助力和自适应滑模控制器相结合的控制方法。该方法通过驾驶员转矩和汽车车速的配比设计反向助力特性曲线,并利用自适应滑模电机控制器控制电机输出助力转矩,使汽车在转向过程中,增加了驾驶员转向的阻尼感,也同时提高了驾驶员对转向电机的实时操纵性。将其应用到汽车EPS系统中,仿真结果表明,在不同的车速、风速下,采用反向控制策略不仅减小了方向盘角度、齿条位移,还减小了汽车横摆角速度,可以显著地改善汽车行驶的稳定性和安全性。

基于低通非奇异终端滑模引导的舰载机抗侧风着舰控制技术

针对舰载机的抗侧风着舰控制问题,设计一种低通非奇异终端滑模引导算法(LNTSMC)用于提高舰载机的抗侧风引导能力.首先,基于H∞混合灵敏度控制设计内环姿态鲁棒控制系统,并推导舰载机着舰飞行时的侧向引导方程;然后,基于齐次性理论设计一种积分非奇异终端滑模面,使其在满足低通滑模控制器设计要求的同时避免控制奇异现象;进一步,设计一种带边界层的幂指数趋近律来抑制滑模控制中的抖振情况,并引入非齐次干扰观测器来改善边界层内部的鲁棒稳定性;最后,通过Lyapunov定理证明所设计算法的有限时间稳定性,并给出仿真结果.仿真结果表明,所设计的引导算法具有良好的抗侧风性能,通过与已有算法进行对比,验证了所提出算法的优越性.