直升机吊挂飞行中载荷摆动控制方法研究

当直升机的吊挂载荷较大时,机体和吊挂相互耦合将会影响直升机的操纵性和稳定性。飞行员对直升机的操纵会引起吊挂载荷摆动,导致直升机产生剩余振荡,飞行员处理不当极易出现飞行员诱发振荡(PIO)现象。以某直升机为研究对象,通过一些假设简化直升机吊挂模型,提出一种面向工程应用的控制方法;以显模型跟随控制方法为基础架构,结合自适应控制和输入整形技术,对控制方法进行仿真分析。结果表明:该控制方法给飞行员提供了良好的操纵性,同时能够解决吊挂飞行时存在的剩余振荡问题。

考虑执行机构死区的L_(1)自适应控制

针对执行机构存在死区,系统模型存在不确定性,飞行过程受到有界扰动的飞行器姿态控制等问题,设计了相应的L1自适应控制器。通过设计滤波器和自适应律,保证控制系统的快速自适应性和鲁棒性。考虑执行机构存在死区时控制指令的不同响应情况,推导了考虑执行机构死区的L1自适应控制系统的稳定条件。仿真结果表明:该方法能够对执行机构的死区特性进行自适应补偿,对参考指令的跟踪稳定有效,且对系统模型的不确定性和有界扰动具有强鲁棒性。

作动器故障下的无人机容错控制方法

在执行任务过程中,无人机的传感器、作动器等均可能出现故障。文章针对常规布局无人机的作动器故障,提出了1种反步法和控制分配相结合的容错控制方法。首先,建立无人机数学模型,并对作动器故障进行分类和建模;然后,根据模型设计反步最优控制器和基于控制分配的容错控制器;最后,通过仿真验证表明,所设计的容错控制方法能够实现作动器故障下的姿态快速稳定控制,且稳定性好,基本无侧滑角,各操纵面均在约束范围内,达到容错控制要求。

自然语言空管指令交互接口研究

无人机数量和任务种类的增多使得传统的空域隔离模式不再适用,为促进无人机融入非隔离空域,设计了面向空中交通管制指令的无人机自然语言接口。提出了接口的结构框架,详细讨论了系统理解和交互部分的实现方案。针对指令文本的特殊表达进行预处理,分类编写了指令文法并设计了匹配算法进行指令解析,依据实际执行需求制订格式化指令表。模拟空管交互场景运用有限状态机设计了交互对话逻辑并给出答复语句的生成模板。最后,对系统适用性进行验证,结果表明该接口能够满足常见指控需求。