涡扇发动机滑模参数限制调节器设计与仿真

以涡扇发动机参数限制保护为目标设计了一种滑模(SM)调节器.采用区域极点配置的混合范数综合法设计了滑模调节器的反馈增益系数；根据全局渐近稳定性判据验证了本滑模控制仿真的稳定性；基于滑模调节器在仿真环境中进行了控制系统的建模，对不同的滑模可调参数切换增益进行了比对分析，并选取了某一组切换增益值作为后续仿真的基准参数；仿真对比分析了滑模调节器和线性调节器的调节效果.结果表明:基于滑模控制方法所设计滑模参数限制调节器在发动机过渡态过程中对发动机进行主控，克服了线性参数限制调节器在过渡态过程几乎无法实施控制的缺点； 该设计的滑模参数限制调节器能在7s内实现发动机过渡态的参数限制保护功能.      

基于最优控制的线性二次型调节器设计及应用

针对古典控制系统设计方法对工程设计人员经验的依赖性,提出了一种线性二次型调节器的最优化设计。并通过一个实例研究在双闭环直流调速系统中的应用,证明此设计相对于经典法的优越性。     

最优调节器的一个逆问题

 最优调节器的逆问题,是指已知某个具有未知定常扰动的线性定常系统和相对稳定性要求,寻求某个二次型性能指标,使得由相对稳定性要求确定的控制律对所构造的性能指标是最优的。1984年,Juang J C和Lee TT提出在规定域内进行极点最优配置的方法;1986年,Lee TT和Liaw G T在此基础上提出了一种不唱求解Riccati方程就能确定逆调节器权阵Q和R的新方法。     

航空发动机滑动局部线性模型及控制

为了提高航空发动机的控制性能和控制系统的可靠性,提出一种基于粒子群算法的航空发动机局部小区域自适应滑动 的线性模型建立方法和双闭环自适应PI控制方法。在辨识区间内,以发动机转子转速为状态变量,采用在线实测数据和粒子群算法的参数估计方法,使模型辨识参数按照设定区间大小自适应跟踪滑动,从而保证线性模型能够精确逼近发动机的非线性动态。通过分析发动机燃油调节器的工作特性,建立了燃油调节器计量活门和电液伺服阀的传递函数,并根据所构建的模型,设计了航空发动机转子转速和燃油流量双闭环自适应PI控制系统以实现对航空发动机的精确控制。结果表明：利用局部滑动自适应辨识计算机得到的数据与发动机稳态、动态试验数据相吻合,且双闭环仿真控制性能满足航空发动机工作性能要求,表明所提出的航空发动机局部线性建模方法和自适应PI控制器参数算法对提高发动机的控制性能是有效的。     

基于多滑模调节器切换的机动飞行边界保护控制

针对飞行器机动过程中关键飞行参数容易超出其边界的问题,研究了基于多滑模调节器的边界保护控制器。利用滑模方法设计多个边界调节器并采用最大/最小逻辑在各调节器之间进行切换。首先对边界约束集的正不变性以及系统最终的收敛性进行了严格的证明,然后通过将系统化为可控标准型,提出了确定系统最终收敛点的直观方法;其次通过引入分段线性滑模和分段二次Lyapunov函数对闭环系统的稳定性进行了分析;然后在此基础上给出了机动边界保护系统控制器的设计步骤;最后通过仿真表明,所设计的控制器能够保证在机动过程中关键飞行参数不越界的同时对输入指令进行很好的跟踪。     

飞行控制系统的输出反馈最优设计

本文在频域范畴内,利用输出反馈方法论述了在二次型性能指标下多变量线性最优调节器的控制问题,通过把多变量系统的前馈解耦控制与最优控制结合起来,得到了最优控制解的频域形式。这种最优控制规律既可使系统的能耗和输出偏差综合最优,具有较好的抗干扰性,又可满足给定的时域性能指标。方法简单,求解方便,便于工程应用。作为例子,文中对某纵向飞行控制系统进行了最优设计。     

基于智能神经元PID的异步电机直接转矩控制

针对异步电机直接转矩控制系统PID转速调节器的适应性、鲁棒性及抗干扰性较差的问题,提出了基于智能神经元PID转速调节器的异步电机直接转矩控制方法。智能神经元PID转速调节器采用2个神经元控制器进行设计,同时实现了控制器参数的在线调整,磁链调节器和转矩调节器分别采用滞环调节器进行设计。仿真结果表明,基于智能神经元PID的异步电机直接转矩控制系统能快速跟踪参考转速变化,具有很强的抗干扰能力、自适应能力和较强的鲁棒性。     

一种线性辨识系统动态模型的自寻优算法

基于静态特性已知的线性时变系统,通过对其动态响应数据的分析,建立了随时间跳变的动态参数模型,提出了一种新的线性自寻优辨识算法。该算法在静态特性约束条件下,可估计模型的跳变时刻及结构参数。经对某航空发动机电子综合调节器燃油通道动态过程参数模型辨识的实例,验证了该算法精确快速。      

在地球扁率摄动下的卫星编队飞行控制

卫星编队飞行的难点之一是在干扰力环境下控制队形。采用了一种基于线性二次调节器(LQR)的最优控制方法，对低轨道地球卫星所受的地球扁率摄动(J2力)加以模拟，并在模拟的地球低轨道J2力环境中。对几种卫星编队进行了模拟控制，从控制精度和能量消耗的角度对控制方法进行了分析，提出了卫星编队飞行中相对距离控制和绝对距离控制需要注意的问题。     

基于频域CLEAN和谱图-Radon变换的SAR运动目标检测算法

谱图-Radon变换可有效地检测多个线性调频信号,当多个线性调频信号的能量相差较大时,谱图-Radon变换就很难将所有的信号检测出来。为了解决这个问题,文中提出了基于频域CLEAN的检测技术与谱图-Radon变换相结合。使用检测能量相差较大的多个线性调频信号的方法。这种方法可以有效地检测出所有的信号,具有较大的实用价值,仿真实验结果表明这种算法是有效的。     

HIERARCHICAL APPROACH AND ITS APPLICATION TO INTEGRATED FLIGHT／PROPULSION CONTROL SYSTEM

ＨＩＥＲＡＲＣＨＩＣＡＬ　ＡＰＰＲＯＡＣＨ　ＡＮＤ　ＩＴＳ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　ＴＯ　ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ　ＦＬＩＧＨＴ／ＰＲＯＰＵＬＳＩＯＮ　ＣＯＮＴＲＯＬ　ＳＹＳＴＥＭＲｏａｎＨｏｎｇｎｉｎｇ；ＳｈｉＺｈｏｎｇｋｅ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡ...     

基于H∞性能指标的质量矩拦截弹鲁棒控制

 以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础，利用微分几何的反馈线性化理论，得到一个解耦线性系统，考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题，提出采用双回路的设计方法，内回路采用线性二次调节器（LQR），外回路采用考虑混合灵敏度问题的H_∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求，同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。     

基于滑模控制的航空发动机多变量约束管理

针对航空发动机传统单变量线性控制器min-max切换方法处理约束的不足,提出了单变量滑模控制器替换所有线性控制器的改进策略,并将该方法拓展为新切换逻辑下的多变量滑模控制结构。基于改进的单变量滑模控制器min-max结构,多变量控制策略中加入了多变量滑模主控制器和新的切换逻辑,充分利用发动机的所有控制量,克服了传统方法的保守性,进一步提高发动机约束下的动态性能。对稳态时工作的控制器进行了理论分析,建立了多变量控制器实现精确跟踪的充要条件。仿真结果表明,多变量控制方法在更苛刻的约束条件下能够实现跟踪任务,而且提高了推力跟踪的快速性,调节时间从1.91 s缩短到1.54 s,同时降低了稳态时的油耗。     

On the Design of Suboptimal Controllers for Minimal Time Feedback Regulators

A method for designing suboptimal minimal time controllers for linear, time-invariant regulator systems is presented. An economical closed-loop controller is obtained by using Lyapunov surfaces, corresponding to a quadratic Lyapunov function, as a continuous approximation for isochronal surfaces. Systems employing this controller are obtained by minimization, with respect to parameters of the quadratic Lyapunov function, of the worst case upper bound on the arrival time of an arbitrary initial state at the origin.     

基于交互式多模型的飞控系统容错控制研究

针对飞控系统故障引起的参数跳变问题,提出一种基于交互式多模型飞控系统容错控制方法,该算法建立在多个辨识模型和最优二次型控制、特征值配置的基础上.首先,根据作动器故障参数模型设计一系列并行的辨识模型,每个模型对应一种故障;然后,分别采用最优二次型控制和特征值配置的方法设计对应于正常模型和故障模型的控制器;最后,基于交互式...     

基于误差反馈控制的建立航空发动机自适应模型方法

提出了基于误差反馈控制的建立航空发动机自适应模型方法.即以实际发动机的输出为参考指令,以航空发动机性能蜕化值为航空发动机模型的控制量,通过设计鲁棒性好且能消除稳态误差的增广线性二次型最优调节(ALQR)控制器以实现模型的输出自适应地无偏跟踪真实发动机的输出,利用ALQR的鲁棒性,使模型具有良好的自适应性.ALQR和发动机模型一起构成航空发动机自适应模型.最后通过稳态仿真和动态仿真表明该方法不仅可以实现自适应模型全包线跟踪稳态真实发动机,同时能实现动态跟踪真实发动机.      

Linear time-varying eigenstructure assignment with flight control application

This work is concerned with the assignment of a desired PD-eigenstructure for linear time-varying systems. Despite its well-known limitations, gain scheduling control appeared to be a focus of the research efforts. Scheduling of frozen-time, frozen-state controllers for fast time-varying dynamics is known to be mathematically fallacious, and practically hazardous. Therefore, recent research efforts are being directed towards applying time-varying controllers. In this paper we: 1) introduce a differential algebraic eigenvalue theory for linear time-varying systems; and 2) propose a PD-eigenstructure assignment scheme via a differential Sylvester equation and a command generator tracker (CGT) for linear time-varying systems. The PD-eigenstructure assignment is utilized as a regulator. A feedforward gain for tracking control is computed by using the command generator tracker. The whole design procedures of the proposed PD-eigenstructure assignment scheme are systematic in nature. The scheme could be used to determine the stability of linear time-varying systems easily as well as to provide a new horizon of designing controllers for the linear time-varying systems. A missile flight control application is presented to validate the proposed schemes.     

New Control Technique in dc/dc Regulators for Space Applications

A new type of control loop is presented for dc/dc regulators, based on the use of a linear analog to pulsewidth modulator. This function, which is independent of operating frequency, permits high sampling frequencies. Combined with a limiter of the analog input, limitation characteristics are automatically available, without any extra sensing on the hot line. The independence of parameters f0 and ?1 is demonstrated, and application of the loop to control the regulator output characteristics is shown. This flexibility finds useful applications in high-power systems (1 kW) by permitting parallel unit operations and utilization of modular units.     

用改进的准线性平差法实现GPS辅助无人机对地定位

以无人机对地定位为应用背景,在GPS辅助确定机载摄像机光心位置条件下,用改进的准线性平差法从序列图象求解地面目标点的三维位置。首先简要介绍经典平差法和准线性平差法,然后详细阐述了改进的准线性平差法原理、实现步骤,并用仿真数据和真实图象进行了验证。结果表明,改进的准线性平差法不仅对定位精度有所提高,而且降低了计算量,提高了计算速度。如果运用于GPS辅助无人机获取的图象分析,可实现实时对地定位和基于视觉的导航、着陆等。