基于多模型的飞控系统自适应重构技术研究

针对飞控系统执行器故障引起参数大范围跳变的问题,提出了一种基于多模型的自适应重构控制方法。建立了执行器故障参数模型,根据故障的特征模型设计一系列并行的辨识模型,采用固定模型与自适应模型相结合的方式,依据转换标准选择与当前飞机状态最匹配的辨识模型所对应的控制器。通过对某型飞机侧向控制系统进行仿真,表明在执行器严重受损的情况下,飞机仍能保持良好的性能。     

非线性飞控系统的控制可重构性

讨论了非线性飞控系统在实时参数化模型下的控制可重构性,给出了非线性系统的可重构条件 和伪逆法可重构条件。以自修复飞控系统为例,利用推力矢量进行了方向舵全损故障下的重构研究。仿真结 果表明,对于利用传统操纵面几乎无法重构的系统,利用推力矢量的水平偏转,重构效果较好。     

民用飞机电传飞控系统功能危害性评估方法研究

民机系统级功能危害性评估（Functional Hazard Assessment, 简称FHA）是指对系统功能进行系统性的综合分析过程,即依据系统功能失效状态对飞机安全性影响严重程度进行评估,从而实现对功能的等级进行识别和分类的过程,是系统顶层关键的设计过程。在分析大量相关资料和实际型号经验的基础上,得出适用于民机电传飞控系统的功能定义、功能失效状态分析和确定功能失效影响等级并对其进行确认的思路和方法,以及保证民机电传飞控系统级FHA正确性和完整性的具体可行的措施等,该方法已应用到某民机电传飞控系统级FHA的评估工作中,取得了良好的效果。     

自修复飞控系统仿真平台研制

采用ＳＩＭＵＬＩＮＫ这种可视化、模块化和一体化的动态系统仿真软件,并与ＭＡＴＬＡＢ软件工具箱相结合,开发出自修复飞控系统仿真平台,解决了飞机的气动参数随飞行状态变化的问题,实现了飞机的全面运动仿真。该系统可根据自修复飞控系统的需要,进行飞机故障的加载,以及对故障进行检测、隔离和估计,然后完成飞行重构,具备完整的自修复飞控系统仿真功能。     

可重构飞行控制系统研究

对自修复飞控系统的关键技术－－可重构飞控系统进行了论述。介绍了目前主要的一些重构控制方法的特点，并对控制算法的优缺点及实现条件进行了分析；针对已进行了的可重构飞控系统的飞行试验进行了分析，并对试验结果做出了评价；指出了未来可重构飞控系统的实现途径和发展趋势。     

飞行仿真中的飞控系统建模研究

描述六自由度数字仿真系统中飞控系统建模的有关问题,建立了飞控系统传感器模型、执行机构模型、飞行控制委模型,根据试验数据用系统辨识方法建立了机械操纵系统模型,并对所建立的模型进行了试算。试算结果表明,所建立的系统模型是较真实的,可用于六自由度数字仿真系统。     

直升机飞控系统物理仿真研究

本文介绍了直升机飞控系统物理仿真的组成和原理，探讨了直升机建模和仿真软件开发的途径，并重点对视景系统解决方案和气动力模拟作了较为详细的论述。     

飞控襟翼硬件仿真系统的设计及应用

以飞机控制系统的设计要求为依据设计飞控襟翼硬件仿真系统,该系统是参照真实飞控襟翼系统的功能和接口要求,采用基于数字仿真扩展模拟电路接口的硬件仿真系统。其与真实襟翼具有相似功能、相同接口、完全可以替代真实襟翼完成相关试验。试验结果表明:该系统为飞控襟翼试验的圆满完成提供有效的保障。     

飞机飞控系统指令异构力传感器技术研究

为了提升国内装备飞机飞控系统研制的适航安全性水平,对力传感器进行了设计技术和试验应用数据研究,提出了采用力传感器对飞控系统的位移指令进行异构的设计思路。通过梳理飞机的需求和力传感器的使用情况,明确了典型力传感器的工作原理;针对某型飞机飞控系统典型力传感器的应用形式,对比指令位移传感器的数据,分析了其数据的特点,提出了飞控系统指令采用力传感器的数据处理方法;通过进一步提炼应用力传感器相关特点,明确其作为飞控系统非相似指令的应用需求,提升飞机系统的总体性能,为国内研发高安全性飞机提供借鉴。     

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。     

基于模糊多模型匹配与辨识的伪逆重构控制

将多模型匹配及在线模糊辨识的思想与伪逆重构控制方法相结合 ,提出了一种新的智能型重构控制策略。该方法不仅可以适应多种故障模式 ,而且能克服各种不确定性因素和扰动对系统重构后动、静态性能的影响。理论分析和针对歼击机在机动飞行过程中各种舵面故障的仿真研究均表明本文方法的有效性     

多级飞行控制系统设计

 现代飞行控制系统设计中,如果同时考虑三轴模型,要实现实时最优控制是非常困难的,因为飞机短周期运动三轴模型阶数通常是七、八阶,要实现最优控制,就得实时求解相应维数的Riccati方程,这对于阶数较高的系统是非常困难的,甚至根本无法实现。但是,如果系统维数很低,实时求解相应维数的Riccati方程则可望实现。因此,将原高阶系统分解成若干相互关联的子系统,进行递阶分级控制,这样子系统的维数将大大低于原系统维数,并且各子系统的最优控制计算可分别由各子系统的计算机完成。由此,飞行控制系统的最优设计实现将成为可能。     

低性能代偿损失的环境控制系统方案研究

从集成能源子系统的概念出发,提出了一种以环控系统为核心的热能管理组合方案。建立了该组合方案在巡航模式下工作时的数学模型,对其参数匹配的方法进行了探讨。并对主要附件性能的影响进行了分析。     

操纵品质的鲁棒飞控系统设计

利用对误差函数加权的最优控制,提出了具有固定增益的鲁棒飞行控制系统的设计方法。用该方法设计的控制系统不仅具有稳定的鲁棒性,而且具有操纵品质的鲁棒性。本文研究了该鲁棒飞行控制系统在全飞行包线内的稳定性,还对某歼击机设计了鲁棒飞行控制系统。设计和仿真表明了该方法的简便性和有效性。     

飞行控制系统虚拟原型技术

 在综述虚拟原型技术的基础上,研究飞行控制系统虚拟原型机以及采用虚拟原型技术后飞控系统的设计方法。提出了飞控系统设计,特别是飞控计算机设计中,基于虚拟原型技术的 3个层次应用,分析了构筑虚拟原型机需要重点解决的一些问题。     

飞行控制系统的非线性鲁棒控制

对非线性飞行控制系统的非线性鲁棒动态逆设计方法作了研究,给出了一种具有鲁棒稳定的非线性动态逆控制方案,以克服飞机在机动飞行时,被控对象参数不确定性和外干扰对系统稳定性的影响,并给出了该方案在这种情况下的稳定性结果。     

飞机机动飞行的非线性解耦控制研究

本文针对12维非线性飞机动力学模型,利用非线性逆动力学理论和现代最优控制理论设计了一组含有指令静差积分环节的非线性解耦控制规律。这组控制规律使得对状态变量、控制变量以及它们变化率进行加权约束的性能指标极小,并能用平缓的操纵反应和较小的控制能量使飞机达到完全解耦的指定状态。由于这组控制规律计及了飞机动力学模型中的非线性因素,能够弥补飞机机动飞行时非线性特性的恶化影响,在整个飞行包线内都能为飞机提供优良的操纵品质和飞行性能。     

主动控制技术(ACT)验证机工程飞行仿真系统设计

研究一种我国自行研制、开发的用于ＡＣＴ验证机的研制和试飞的多功能工程飞行仿真系统,分析了系统的设计概念、原则和功能要求,提出了面向多功能要求（全数字实时飞行仿真、电传飞控铁鸟台综合试验、飞行训练模拟和工程飞行仿真）的总体设计和总体结构,研究了ＡＣＴ验证机动力学特性的建模、仿真和提高仿真逼真度的方法。研究和开发了工程飞行仿真的实时管理软件系统和人机（用户）接口。系统应用实践和试飞飞行员的评价表明设计是成功的,是一种性能／价格比高的工程飞行仿真系统。     

STUDY ON GAIN-SCHEDULING PROBLEM IN FLIGHT CONTROL

Gain-scheduling has got its wide applications in modern flight control, in which control gains are scheduled with variables such as dynamic pressure and Mach number, to meet dynamic response requirements in different flight conditions. Classical gain-scheduling approaches may result in some problems, which can not guarantee global robustness and stability in transitions of different flight conditions. Gain-scheduling problem is systematically investigated from robustness point of view in the paper. Detailed procedures for gain-scheduled controller to achieve both robustness and stability performance are given and applied to a typical flight control system. For switching stability problems of different flight conditions in flight control systems, a new approach is proposed, in which different flight conditions are reduced into a parameter varying plant using interpolation firstly, and then parameter-varying controller design goes next. Though interpolation errors may exist, the robust parameter varying controller design can compensate for those uncertainties and errors, and finally achieve good performance of robustness and switching stability during transitions. Illustrative simulation at last shows satisfactory results.