基于神经网络的GAIN-SCHEDULED飞行控制器设计方法研究

采用神经网络设计ＧＡＩＮＳＣＨＥＤ－ＵＬＥＤ控制器,给出神经网络ＧＡＩＮ－ＳＣＨＥＤＵＬ－ＩＮＧ控制器的实现方法,这样做可以简化控制器的ＳＣＨＥＤＵＬＩＮＧ参数,并且能够区分不同条件下的控制器结构。将其用于飞行控制器的设计,验证了所提方法的有效性。     

基于神经网络的GAIN—SCHEDULED飞行控制器设计方法研究

采用神经网络设计ＧＡＩＮＳＣＨＥＤ－ＵＬＥＤ控制器，给出神经网络ＧＡＩＮ－ＳＣＨＥＤＵＬ－ＩＮＧ控制器的实现方法，这亲做可以简化控制器的ＳＣＨＥＤＵＬＩＮＧ参数，并且能够区分不同条件下的控制器结构。将其用于飞行控制器的设计，验证了所提方法的有效性。     

民用涡扇发动机预测控制器设计

对一定包线范围内的稳态预测控制器和加速减速过渡态控制器设计展开研究.针对某大涵道比民用涡扇发动机,根据发动机进口参数的相对变化指标对控制区域进行划分,以标称点处发动机线性模型为对象设计了相应的预测控制器,利用提出的多层参数调度方案实现了不同飞行条件及不同发动机状态下预测控制器参数的自适应调整.仿真结果表明:所设计的发动机预测控制系统在控制区域内的设计点和非设计点均具有良好的性能,为全包线设计提供了有效方法.     

高阶精度线性耗散紧致格式的渐近稳定性

文献〔２〕提出的高阶精度线性耗散紧致格式,（ＤＣＳ）能较好地抑制高波数振荡。本文进一步研究表明：内点耗散参数α能够控制耗散紧致格式ＤＣＳ３和ＤＣＳ５的渐近稳定性,边界格式参数α１和α对以上格式的渐近稳定性的影响是次要的,并给出了 些参数的取值范围。通过平面可压缩Ｃｏｕｅｔｔｅ流的稳定性数值模拟表明,当格式ＤＣＳ５满足渐近稳定性要求且具有耗散时,计算结果与线性稳定性分析的结果十分吻合,否则,会出现较     

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。     

具有网络调度的航空发动机分布式控制系统协同容错控制

为解决航空发动机分布式控制系统中网络参数与控制性能之间的冲突问题,提出了一种基于线性矩阵不等式理论的网络参数与保成本容错控制器协同设计方法。建立MEF-TOD调度协议作用下状态变量和控制变量的传输特性;将采样周期和数据包容量作为未知量引入航空发动机分布式控制系统的建模过程,得到调度协议约束下的网络参数与控制系统参数联合模型;给出联合闭环系统渐进稳定且存在成本函数上界的充分条件,并给出了网络参数与控制器增益的具体求解步骤。仿真结果显示,控制器与网络参数的协同设计方法能够求解出最优采样周期和数据包容量,据此得到容错控制器能够使航空发动机分布式控制系统在发生主动丢包故障的情况下,联合闭环系统渐进稳定,且低压转子转速超调量降低了80%,参数摆动降低了66.7%,保证控制器动态性能最优。     

航空发动机增益调度控制的多项式平方和规划方法

针对现有的线性变参数(linear parameter varying,LPV)控制器设计方法都是关于仿射参数依赖系统而没有专门针对多项式描述的LPV系统这一现状,提出了一种基于多项式平方和(sum of squares,SOS)规划的增益调度控制设计方法,并将其用于转速大范围变化时的航空发动机高压转子转速及压比控制.根据发动机非线性模型获取不同转速下的状态空间模型,并利用多项式拟合的方法建立发动机线性变参数模型.给出能够保证无静差的增益调度控制结构,利用有界实定理和多项式平方和理论推导出能够保证闭环系统鲁棒稳定的SOS约束条件,并形成控制器求解的SOS规划问题,通过求解获得多项式描述的增益调度控制器.分别以LPV模型和发动机非线性模型为对象做阶跃仿真,结果表明:高压转子转速/发动机压比控制系统的调节时间在2s以内,稳态误差不超过0.1%.      

基于保护映射理论的航空发动机LPV/PI 控制

针对具有强非线性特性的航空发动机控制问题,将基于保护映射(Guardian Maps,GM)理论的控制方法应用于航空发动机控制系统设计中。基于某型涡扇发动机非线性模型建立了线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)模型;根据保护映射理论设计不同调度参数下的PI(Proportion Integration)控制器,在设计过程中,只需通过给定的初始控制器就可以自动得到满足性能要求的控制器参数集合,避免了在多个平衡点进行控制器设计;以非线性模型为被控对象,采用积分分离PI控制,在飞行包线内的不同工作点进行仿真验证。结果表明:基于保护映射理论的控制方法在解决航空发动机控制系统的非线性问题时具有显著效果。     

武装直升机横航向SCAS的H∞法设计

通过对Ｈ＾∞控制理论在直升机横横向ＳＣＡＳ（增控稳稳系统）设计中具体应用的研究，报告了针对不确定的系统，Ｈ＾∞设计方法是进行系统鲁棒性分析和设计的有效方法之一。采用连续域Ｈ＾∞控制问题的状态空间算法，得到了稳定的Ｈ＾∞控制器的亚 并且指出了控制器模型降价的方法，仿真计算结果表明，所设计的直升机横航向Ｈ＾∞控制ＳＣＡＳ是成功的。     

考虑控制受限的AWCT增益调度及其在飞航导弹控制系统中的应用

采用增益调度控制器，补偿飞航导弹大空域内机动飞行的气动参数变化。通过理想弹道计算，弹体方程被简化为时变的线性传函。以高度为调度变量，增益调度补偿了气动参数的不确定性。引入反饱卷与条件传函补偿器，降低了增益切换所带来的超调，减小了调节时间，增加了稳定性。反饱卷与条件传函补偿同时减小了约束及控制器模态切换下的饱卷效应。特征点及全弹道仿真验证了所设计控制系统的有效性。     

具有智能调节机构的航空发动机自适应控制系统

采用仅利用输入输出测量值的模型,参考自适应控制,设计了某型涡扇发动机的多变量控制系统;在飞行包线内选取标称点分别确定了自适应律的参数,以保证控制系统性能在该标称点处达到最优;用神经网络的方法拟合了发动机工作条件与自适应律参数之间的关系,建立了根据发动机工作状况选择合适自适应律参数的智能调节机构。仿真结果表明,所设计的控制系统在整个飞行包线内的标称点与非标称点均具有良好的性能。     

用于飞控系统分析的辅助根轨迹法

借助于微型计算机及Ｃ语言开发环境下的丰富作图功能和快速运算能力，通过引入计算机根轨迹方法之一的分支跟踪法，从飞控系统的开环极点出发，通过矢量搜索，逐步求取根轨迹分支上满足辐角条件的点。由于其搜索过程的收敛和唯一性，因而其计算速度远高于网格搜索等方法。     

无人机自动控制仿真系统研究与实现

航迹控制回路是无人机自动控制飞行中的重要环节,它涉及无人机的姿态、航向和飞行状态等重要参数的变化。根据飞行控制的基本控制律实现了无人机在复杂航迹条件下的安全飞行控制,模拟出无人机在自动控制下的航迹、盘旋和着陆等的飞行任务。采用面向对象方法设计了基于堆栈的通用化的航线管理类。并分析了无人机在手动操作切换到自动控制方式时寻找航迹点飞行中可能出现的问题,提出了相应的解决方案。     

基于SVM辨识的涡扇发动机全包线稳态控制方法

针对涡扇发动机全飞行包线范围稳态最优控制器的设计问题,首先根据不同飞行条件下发动机各工作状态的稳态“小偏差”线性模型,采用线性二次型调节器(LQR)分别设计得到相应的发动机最优线性控制器参数,然后将所得到的线性控制器用支持向量机方法进行非线性逼近,得到控制器参数的支持向量机辨识模型,以满足发动机全包线、全状态稳态控制的需要.支持向量机模型的输入为飞行高度、马赫数和稳态转速,输出为线性控制器参数.应用实例表明:该方法在全包线范围内对发动机最优稳态控制器的逼近误差均在2%以内,能较好满足控制精度要求.      

蓝牙技术在某型飞机机载火控故障诊断系统中的应用研究

蓝牙是一种短距离无线通信技术,具有低成本、低功耗、灵活、快速、抗干扰能力强等特点,目的是取代终端的连接电缆.为提高部队的作战效能,采用蓝牙技术和计算机测量与控制技术,研制了机载火控故障诊断系统;该系统在实际应用中取得了良好效果,并具有诊断结果准确,自动化程度高,工作稳定可靠,操作简便,易于转移和维护等优点,为技术人员进行机载火控系统的性能检测与故障诊断提供了便利.     

教与学优化算法在风力机变桨自抗扰控制中的应用

随着风力机的发展越来越智能化,除了要求风力机的运行可靠性,还要求其有稳定的输出功率。为了使风力机变桨控制器在运行过程中具有优良的动态品质,提出了一种自抗扰控制(ADRC)的变桨距控制方案,但ADRC也存在参数多、整定难度大这一明显缺点。为此,将教与学算法应用到ADRC的整定过程中,实现了参数的自动整定。仿真结果验证了通过教与学算法自动整定ADRC参数的可行性,与传统PID控制器相比,整定后的ADRC能较好地满足风力机变桨距控制要求,有效维持了风力机输出功率的稳定性。     

飞机操纵面数字化互换性设计

随着数字化装配技术的逐渐成熟和推广应用,适应数字量传递的互换性设计对于提升飞机操纵面设计效率、稳定装配质量和降低维护成本具有显著的现实意义。以飞机操纵面的互换性设计为研究对象,针对互换性的要求分析设计要点,建立与数字化装配相协调的互换性设计流程;从操纵面的构型特征角度分析互换性设计的结构元素;提出实现操纵面互换性的技术途径,给出相应的参考指标;以某型飞机的副翼为例,对其进行互换性分析和设计,并通过实际装配进行检验。结果表明：操纵面互换性设计流程合理可行,能够满足互换性要求。     

基于改进无模型自适应算法的涡扇发动机限制保护控制方法

针对发动机限制保护控制问题,提出了一种基于数据驱动的改进无模型自适应限制保护控制方法。以主回路闭环系统为设计对象,通过在常规无模型自适应控制律的准则函数中增加误差变化率,使超限保护系统具有更快的响应速度,给出了改进后系统的稳定性条件,并采用临界比例度法进行了控制器参数整定。仿真结果表明:在不同工作点,所设计的改进无模型自适应限制保护控制器相比常规无模型自适应限制保护控制器,最大超限平均减小2.97%,响应时间平均缩短2.30s,实现了发动机超限后的迅速回调,保证了发动机系统的安全运行。     

基于非线性优化控制理论的民机失速恢复控制

民用飞机在进入大迎角浅失速后,气动力会出现滞环、陡降等强非线性现象,航迹也变得不稳定。为解决上述问题,利用分支分析方法分析飞机临近失速区时的控制特点,指出其振荡区域,多配平点等;根据非线性最优化控制理论,设计大迎角失速区的自动恢复控制器,用Galerkin近似算法,计算次优控制器参数,并对飞机下降航迹的进入失速和恢复进行仿真验证。结果表明：控制器可以很好地控制飞机改出浅失速状态,恢复正常航迹。     

机场场面运行控制仿真软件开发及关键技术

针对飞行区场面运行控制仿真的需求,在Anylogic仿真平台上设计和开发了基于Petri网的飞行区场面运行控制仿真软件,并用于实现A-SMGCS冲突监控算法。通过分析基于Petri网的场面运行建模与控制仿真需求,确定了软件的功能目标和体系结构。研究了软件实现和开发中的几个关键技术问题,如Petri网模型基本类的设计、面向闭环控制的Petri网模型扩展定义、开环和闭环场面运行Petri网模型的仿真算法设计。某机场飞行区的场面运行控制仿真表明,软件可以完成场面运行的闭环控制仿真,支持实现冲突监控算法。