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非线性解耦控制理论在飞控系统设计中的应用研究 总被引:3,自引:1,他引:2
根据非线性解耦控制理论设计了用升降舵、副翼和方向舵控制飞机迎角、侧滑角和滚转角速度的解耦控制律,并进行了闭环系统数字仿真研究。飞机动力学的数学模型计及了非线性气动力、运动和惯性耦合因素;操纵系统动力学模型中考虑了舵面的惯性,位置和偏转速率限幅,仿真结果表明,所设计的控制律可有效地指令飞机进行大幅值的单自由度或多自由度机动飞行,控制律中的参数变化对闭环系统动态响应影响较显著,容易导致Hopf分支现象 相似文献
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带传统线性控制器飞机在大迎角高机动飞行时敏捷性明显地减小,运动状态严重耦合更加重这一趋势,而此时操纵能力往往仍有剩余而未能被利用。针对此问题,应用非线性反馈理论直接就飞机非线性运动模型设计输入输出解耦飞行控制器,数值仿真结果证实,这种设计能够纳入气动和运动学非线性因素,充分利用飞机操纵潜力,因而使前述薄弱区域的闭环敏捷性得到了有效的增强,明显地扩大了敏捷性包线。 相似文献
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非线性解耦控制与飞机敏捷性机动 总被引:1,自引:0,他引:1
首先介绍了以微分几何控制理论为基础的非线性系统解耦理论,给出了解耦控制律的综合方法及解耦闭环系统平衡点的计算方法,并对解耦系统的稳定性进行分析,随后用非线性解耦理论研究了飞机非线性运动的三种解耦运动模式,并讨论了飞机非线性解耦控制规律的线性近似解,最后用飞机非线性运动的三种解耦运动模式实现了三种形式的敏捷性机动,结果是满意的。为飞机敏捷性,直接力控制和过失速机动问题提供了一种理论研究方法。 相似文献
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飞机地形跟踪/回避突防飞行解耦控制的人机半物理仿真研究 总被引:1,自引:0,他引:1
本文利用人机半物理仿真法,研究了大气紊流对飞机突防飞行的解耦控制特性、驾驶员的操纵性及乘坐品质的影响,检验了非线性解耦控制系统对驾驶员实时操纵指令的跟踪特性。结果表明:解耦控制律能够在大气紊流扰动下解除飞机纵横向运动的非线性交叉耦合,_有良好的解耦操纵性能和乘坐品质,减轻了驾驶员的操纵负担,从而提高了低空突防飞行的安全性,也验证了理论研究的结果。 相似文献
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针对倾转旋翼飞行器试飞样机建立了旋翼、机翼、短舱、机身、平尾、垂尾等部件的非线性气动模型和飞行动力学模型,研究了直升机模式、倾转过渡模式和飞机模式下的操纵特性,根据配平分析和小扰动线性化处理结果得到了不同飞行模式下的操纵效率,提出了一套适用于全飞行模式的操纵分配策略,解决了飞行控制随飞行模式变化出现的气动结构部件变化与操纵冗余的难题.利用所提出的操纵分配策略可使飞行控制器统一设计,无需按不同飞行模式设计不同控制律,有效降低了飞行控制器的设计难度.仿真验证了倾转旋翼飞行器飞行动力学模型的可信性和操纵分配策略的有效性. 相似文献
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飞机飞行仿真系统核心模块设计研究 总被引:1,自引:0,他引:1
针对飞机飞行仿真系统核心模块(飞行动力学和飞行控制模块)进行设计研究,建立了六自由度全量非线性飞行动力学模型适用于程序编程的解算方法,飞机飞行控制模块采用相应飞机的控制律.编制了核心模块程序并组建了通用的飞机飞行仿真系统,通过多次飞行模拟试验表明,所建立的飞行仿真系统具有良好的可操纵性和逼真度,人机界面良好. 相似文献
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飞机空间机动飞行的指令调节规律设计 总被引:1,自引:0,他引:1
本文利用现代控制理论设计了对改善飞机空间机动飞行的动态特性极为有效的防偏离指令调节系统(简称DPCAS)。这一系统使飞机能够达到和驾驶员指令一致的精确机动飞行姿态,同时满足一级飞机飞行品质要求。最后讨论了这一系统如何在非线性飞机模型上的应用问题。 相似文献
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飞机非线性增稳控制规律设计 总被引:1,自引:0,他引:1
本文利用非线性系统的最优控制理论,直接采用非线性飞机动力学模型设计了一组次优非线性增稳控制规律,并且讨论了这组控制规律对大机动飞机动态特性的影响. 相似文献
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战斗机超机动飞行自抗扰控制器设计 总被引:1,自引:0,他引:1
提出了一种利用自抗扰控制器算法在大包线范围内设计超机动飞行控制系统的新方法。根据奇异摄动理论和自抗扰控制器能够动态补偿系统模型扰动和外扰的特性,在超机动飞行的快慢子回路中分别引入自抗扰控制器,实现了快变量和慢变量的动态解耦控制。控制律设计直接依据超机动飞行的强耦合、强非线性模型,在很大的包线范围内不需要改变控制器的结构和参数,大大简化了设计过程。大包线范围内的大迎角机动仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性,为解决大包线范围内的超机动飞行控制问题提供了一种新的途径。 相似文献
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研究了带推力矢量飞机过失速非线性飞机控制问题。根据奇异摄动理论将受控变量分为快变量和慢变量,然后分别对内环和外环进行设计,外环利用滑动面控制进行设计,内环利用模糊逻辑系统的万能特性来抵消近似非线性动态逆所带来的误差,根据李亚谱诺夫稳定性理论了模糊系统权值的自适应调整规律,从而保证闭环系统的稳定性。数字仿真结果表明:在存在较大的模型不确定性以及飞机动力学对状态和控制输入均为非线性的情况下,该控制方案能对指令进行良好的跟踪。 相似文献
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对带推力矢量飞机的飞控设计问题进行了研究。根据奇异摄动理论将受控状态变量分为快变量和慢变量,然后根据非线性动态逆理论分别对内环和外环进行设计。针对非线笥动态逆要求准确的数学模型的特点,引入模糊自适应控制以考虑模型的不确定性,最后对所设计的飞控规律进行过失速机动仿真。结果表明,在存在较大模型误差的情况下,所设计的飞控规律安全能在过失速机动条件下控制飞机跟踪指令飞行。 相似文献
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倾转旋翼机动态倾转过渡过程的操纵策略优化 总被引:3,自引:0,他引:3
利用最优控制方法研究倾转旋翼机的最优动态倾转过渡过程,并得到最优操纵策略,使得由时间、姿态角变化以及驾驶员工作负荷等组成的性能指标达到最小。首先,在基本纵向刚体飞行动力学模型的基础上引入混合操纵方程,并使用杆量位移的一阶导数作为控制量,形成适用于计算倾转旋翼机动态倾转过渡过程的飞行动力学模型,从而能在动态倾转操纵策略优化过程中考虑到操纵系统特性对操纵量变化速度的限制,以及避免操纵量在优化过程中出现跳跃不连续。然后,将倾转旋翼机的最优动态倾转过渡过程转化为非线性动态最优控制问题,建立合理的性能指标,并采用直接转换法和序列二次规划算法进行求解。最后,以XV-15倾转旋翼机为样机,分别计算正向和逆向最优动态倾转过渡过程,并与驾驶员飞行仿真数据进行对比。结果表明:飞行状态量的时间历程与文献吻合地较好,且俯仰姿态角和杆量位移变化更加柔和。最优控制方法可以用于研究倾转旋翼机的最优动态倾转过渡过程。 相似文献
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自适应模糊-滑模控制在重构飞行控制中的应用 总被引:3,自引:0,他引:3
论述了综合运用非线性动态逆、自适应模糊系统和滑模控制的优点进行飞行控制律设计的方法。运用非线性动态逆理论对非线性系统进行近似线性化 ,用模糊自适应系统来抵消近似非线性逆带来的误差 ,最终的残差由滑模控制项补偿。根据李亚普诺夫稳定性理论推导了自适应系统权值的调整规律 ,从而保证了闭环系统的稳定性。将此方法应用于带推力矢量飞机重构飞行控制 ,对两类故障的仿真结果表明 :即使系统未检测到故障 ,在较大的舵面损伤情况下 ,飞控系统性能仍能得到很好的保持。 相似文献
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