飞机控制增稳系统设计中的控制律研究

本文从飞行力学的角度出发,着重以高增益控制增稳系统为主来讨论控制增稳系统的主要参数的设计及其同飞行品质的关系问题.在推导带自动器飞机的运动方程的基础上,通过对根轨迹、过渡过程曲线和常规飞行品质指标等多方面分析讨论,来说明控制增稳系统的几个主要参数对飞机飞行品质的影响.同时讨论了飞机控制增稳系统与机械操纵系统的相容性,并对控制增稳系统的设计思想以及设计中应考虑的问题提出了初步的看法.     

基于飞行品质的飞机控制增稳系统参数估计

提出了一种控制增稳系统参数的设计方法,即利用低阶等效系统和飞行品质边界,通过搜索算法确定满足对应飞行品质的参数集合,再利用多种飞行品质确定的参数集合的交集和数据的插值算法,确定控制增稳系统的控制律参数。通过纵向增稳系统设计仿真表明,所提方法简化了传统设计方法通过性能指标反复选择参数和验证系统飞行品质的过程,为控制增稳系统的设计提供一种简单有效的方法。     

放宽静稳定性大型客机纵向控制增稳系统设计

针对大型客机放宽静稳定性后纵向稳定性和操纵品质不足等问题,采用LQG/LTR理论及方法设计了一种纵向控制增稳系统,并通过典型重心位置和飞行阶段的仿真,表明该系统具有比经典控制增稳系统更为理想的增稳效果、鲁棒性、抗干扰能力和操纵品质。     

一架战斗机选择纵向增稳系统的分析

本文研究了飞机加装增稳系统后飞行品质的计算和检查中存在的问题。指出加装增稳系统后飞机短周期动态特性不能用一个二阶系统来描述,按二阶系统推出的解析公式已不再适用,需要考虑新的计算和检查方法。在本文中,列出了不同规范对纵向短周期特性的要求,分析了它们的物理意义和应用于加装自动器的飞机时所出现的问题。通过一架战斗机纵向动态特性的计算,论证了该机加装增稳系统的必要性,分析比较了三种增稳系统方案对改善短周期品质的效果和存在的问题。重点分析了采用控制——增稳方案后,提出了重新设计控制——增稳方案的建议。     

飞行控制系统的演变

本文介绍了飞控系统从阻尼器，增稳系统、控制增稳系统到电传操纵系统的发展过程，并分别介绍了这四种飞控系统形式的典型控制律及主要功能，最后总结了它们的特点。     

控制增稳系统与飞行品质

本文以纵向高增益控制增稳系统为例,推导了带自动器飞机的运动方程,并以根轨迹和过渡过程曲线分析说明了控制增稳系统的几个主要参数对飞机飞行品质的影响。     

控制增稳系统与机械操纵系统的相容性分析

本文通过分析控制增稳系统前馈环节对飞机操纵特性的影响,讨论控制增稳系统(CAS)与机械操纵系统(MCS)的相容性问题.最后从飞行力学的角度上,提出系统设计时应注意的几个问题.     

某机横侧向增稳系统控制律的设计

结合某机横侧向增稳系统控制律的设计作为实例，分析了飞机横侧向增稳系统反馈参数的选择及其对飞行品质的影响。给出了经试飞验证后的控制律参数的选择结果，并对有无增稳系统时飞机的横侧向飞行品质进行了对比，得出了横侧向增稳系统可以明显地改善飞机的荷兰滚模态品质，使之达到１级品质要求的结论。     

某型飞机CAS设计中的飞行力学问题

介绍了飞行力学在某型飞机控制增稳系统设计中的研究和应用。综合评述了飞行品质规范和飞行品质计算方法在控制增稳系统设计中的应用情况,从飞行力学的角度着重讨论了系统设计中存在的一些问题及其解决方法,同时,结合地面模拟试验和试飞中暴露的有关问题,提出了控制增稳系统进一步发展和改进的意见。     

飞机增稳系统的耗散控制问题研究

讨论了飞机增稳系统的耗散控制问题．首先将增稳系统的运动方程简化为定常线性系统;其次,研究系统的耗散性分析;再次,设计状态反馈控制器使得系统的闭环系统耗散;最后,通过数值仿真验证了方法的可行性。     

飞机的模型参考容错控制

 本文针对飞机内部元件或控制元件的故障,用检测滤波器理论设计了相应的故障检测器和故障参数估计器,并用Lyapunov稳定性理论设计了模型参考自适应容错控制律,从而保证了在内部故障情况下飞行控制系统的稳定性。     

发动机转速控制系统参数优化

介绍了实际应用的某型发动机控制系统仿真方法和参数优化方法。发动机控制系统仿真采用ZFX软件包,参数优化采用USMT。这~研究可作为发动机试验时参考。     

THE SPILLOVER MANAGEMENT IN THE DYNAMIC OUTPUT FEEDBACK CONTROL OF FLEXIBLE SPACECRAFT

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板翅式湿热交换器动态数学模型研究

利用能量和质量方程建立了适于大系统仿真与控制的板翅式湿热交换器运态数学模型,提出了利用数值差分和参数集结求解模型的两种方法,算例表明了两种方法解的一致性。     

全包线飞行控制系统设计方法研究

介绍了当前全包线飞行控制系统设计的几种主要方法，分析了这些方法存在的问题，研究了线性变参数系统（LPV）的自增益调度控制器设计，说明了其中两种重要的设计方法LFT（线性分式变换）法和Lyapunov函数法，应用Lyapunov函数法设计了大包线范围飞机的集镇爷角速度自增益高度控制系统，进行了变参数仿真，仿真结果说明了方法的有效性。     

驾驶员结构模型参数辨识

给出一种驾驶员结构模型的参数辨识方法：根据人—机实时仿真试验测量的驾驶员描述函数,按最小二乘准则辨识驾驶员模型参数。推导出驾驶员结构模型的灵敏度公式,用于参数辨识过程,使计算方便、收敛性改善。针对驾驶员完成俯仰跟踪任务的人—机仿真试验结果,进行了实例计算,表明该方法是一种确定驾驶员结构模型参数的简单实用的方法     

Investigation of longitudinal aerodynamic parameters identification method for fly-by-wire passenger airliners

The flight control system of a fly-by-wire （FBW） passenger airliner with a complex frame-work and high feedback gain augmentation would change the original characteristic of a loaded signal and suppress the excitation of an airplane＇s pertinent motion modes. Taking a research example of an FBW passenger airliner model with longitudinal relaxed-static-stability, a new method of signal type selection and signal parameter design is proposed, through analysis of signal energy distribution and plane body＇s frequency response. According to CCAR60--the Appraisal and Use Regulation of Flight Simulator Device, the simulation validation of the FBW passenger airliner＇s longitudinal aerodynamic parameters identification is put forward. The validation result indicates that the designed signal could excite the longitudinal motion mode of the FBW passenger airliner adequately and the multiparameter comparison in simulation meets the objective test request of CCAR60. Meanwhile, the relative errors of aerodynamic parameters are less than 10%.     

ROBUST H∞ DESIGN OF THE ATTITUDE CONTROL/MOMENTUM MANAGEMENT SYSTEM FOR A SPACE STATION

Through input-output decomposition of structured parameter uncertainties of the controlled plant, the robust control problem of space station attitude system with parameter uncertainties is converted to a conventional disturbance rejection H∞ controller design problem, then a full-state feedback H∞ robust controller is formulated, which can be solved using the Glover-Doyle algorithm. The proposed method was applied to the attitude control/momentum management (ACMM) system of a space station, and two kinds of parameter uncertainties which appear most frequently in spacecraft engineering were considered. Simulation results showed efficiency of the given method.