空间模块化机械手系统容错控制系统研究

研究搭载在空间站或其他近地轨道航天器上的空间模块化机械手系统的容错控制系统.与地面应用环境相比较,空间特殊的应用环境存在许多不同,因而传统工业机械手系统的设计技术不能直接应用于空间机械手系统的设计.考虑到空间应用对系统质量、体积、功耗、研制费用和周期所提出的苛刻要求,主要采用COTS器件设计并实现该空间机械手系统的容错控制系统,介绍了系统的软硬件体系结构及其特点,最后给出系统的性能参数.在系统设计中采用许多已有的设计技巧与工程经验,具有高可靠性和工程实用性.     

基于空间矢量控制的坦克炮塔系统伺服驱动器设计

空间矢量脉宽调制(SVPWM)在运动控制领域已广泛应用,本文研究了基于空间矢量控制原理的坦克炮塔控制系统(简称“炮控系统”).空间矢量控制方式的实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度和磁场两个分量进行独立控制.此设计是通过空间矢量脉宽调制方法控制永磁同步电机,提出了炮控系统的组成以及系统的硬件设计和软件框图,在实际的应用中提高了炮塔的响应时间及稳定性,取得了良好的应用效果.     

高超声速飞行器强鲁棒自适应控制器设计新方法

针对高超声速飞行器飞行过程系统参数大范围剧烈变化以及存在严重不确定性的特点,同时考虑外界环境干扰复杂,内部干扰严重的特殊问题,提出了一种新型强鲁棒自适应控制器构型。该新型强鲁棒自适应控制器将控制器分为标称控制器和补偿控制器。标称控制器可采用成熟的控制理论来设计,主要考虑闭环系统的性能;采用合适的手段估计系统参数大范围剧烈变化、系统的不确定性以及内、外部干扰等“系统扰动”作为补偿控制器的输入,通过设计强鲁棒补偿控制器对“系统扰动”进行补偿,使整个闭环控制系统对“系统扰动”具有强鲁棒性。将新型强鲁棒自适应控制器应用于高超声速飞行器的姿态控制系统的设计,大大提高了高超声速飞行器控制系统对内、外部干扰的抑制和对系统参数大范围剧烈变化以及严重不确定性的适应能力,可满足高超声速飞行器飞行控制的需求。     

基于网络的雷达管制模拟机培训系统设计与开发

日益紧张的管制模拟机教学资源,制约了空中交通管制学员实践技能的培养,基于网络的雷达管制模拟机培训系统可有效突破管制专业实训课程的瓶颈。系统由网络管理平台和雷达管制模拟培训系统两大部分组成。系统的网络设计采用Client+Web Service(客户端+网络服务)和B/S(浏览器端/服务端)两种架构体系来实现,雷达管制模拟培训系统采用C#+Web Service+XNA进行编程,实现学员的基本技能及提高技能的培养。系统的结构设计采用基于Microsoft.Net架构的多层结构和面向对象的模块化设计方式,服务端数据库采用SQL Server数据库,可快速有效地进行数据管理和维护。此外,系统依据中国民航雷达管制的管制规则,建立了相应的计分规则,实现了自动评分功能。该系统可拓宽空管学员的训练手段,提高空管培训的效率,具有一定的应用价值。     

管制“错忘漏”的统计分析

近年来，管制“错忘漏”问题是影响空管安全的主要因素，也是空管系统多年来存在的顽症。为了更好地把握“错忘漏”事件发生的规律和特点，进一步提高空管安全管理水平，笔者对近五年管制“错忘漏”问题进行分类统计，从安全管理和人为因素的角度分析管制单位在安全文化、管理理念、机制和手段等方面存在的问题，     

如何充分发挥雷达管制的优势

随着我国航空事业的迅猛发展,雷达管制在我国已深入开展,经过国家“八五”、“九五”、“十五”的空管工程建设,雷达管制建设已初具规模。但是,由于多方面的原因阻碍了雷达管制应有优势     

面向空管模拟机培训的智能应答机长研究

针对当前日益增长的空中交通管制员(以下简称“管制员”)培训需求以及传统管制员培训模拟机面临的效率低等问题,设计了 1个面向空管模拟机培训的智能应答机长系统。该系统利用语音识别、指令提取、指令复诵、语音合成等技术,能够实现对管制模拟培训过程中管制员语音的智能识别和理解,并模拟飞行员自动输出复诵指令的功能。通过对真实空管对话语音模式的研究和分析,制定了 1套详细的复诵规则,以适应不同场景下的管制指令复诵模式。此外,集成了特情处理模块以支持管制员特情处理培训。在真实管制培训环境下进行实验验证,结果表明,所提出的智能应答机长系统综合复诵准确率为 88.6%,可以有效提升管制员培训质量和效率,显著降低了人力成本。并且,该系统可以作为子系统集成到现有的管制员培训模拟机系统中,具有较强的便捷性和兼容性。     

空间多刚体系统编队及姿态的协同综合控制

针对由多个非线性系统组成的多子系统的协同控制问题,给出了一种基于输出反馈的协同控制律的设计方法,并将其应用于空间多个刚体的编队控制和姿态的协同控制系统中,给出了空间多刚体系统编队控制及姿态协同控制问题有解的充分条件,设计了多刚体编队及姿态稳定的协同综合控制律。仿真结果表明,这种控制方法是有效的、可行的,所设计的控制器能够使整个刚体系统在空间运行过程中保持一定的队形,并且同时稳定控制描述各个刚体系统姿态的四元数。     

我国民航管制员培训的主要内容

经过“七五”、“八五”十年和“九五”三年的建设,作为保证民航航空安全的三大支柱之一的我国空中交通管制系统,逐渐改变了单一程序管制的落后局面,开始向程序管制下的雷达监控乃至雷达管制方向发展.     

全球航空自由化和私有化与我国民航市场化民营化

放松管制”和“私有化”被形象地比喻为双胞胎,两者相辅相成,如出一辙。实行“放松管制”政策,自然需要企业私有化,企业“私有化”有利于推行“放松管制”政策。在我国民航业的市场化进程中,必须同步地大力推进民营化进程;只有二者紧密结合,才能实现从民航大国到民航强国的跨越。航空业的放松管制和私有化放松管制与私有化产生背景及其关系当初,美国率先提出民航“放松管制”法,是以维护美国的最高国家利益为出发点,以争夺更多的市场份额为目标,稳固其航空运输业“巨无霸”的地位,这也是美国国会在推出“放松管制”政策之后,两度审议、两度…     

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

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飞机的随机变结构最优控制方法

 <正> 一、引言 系统的变结构控制(VSC——Variable Structure Control)方法,最初是由苏联学者Utkin等人提出来的,近二十年来发展非常迅速,并越来越多地应用于各个工业领域,其中包括航空部门。变结构系统(VSS——Variable Structure System)的主要特征是存在滑动模态。处于滑动模态时,系统的运动等价于一个低阶系统。研究表明,VSS比传统的控制系统有更好的优点:快速性,对参数变化及外加扰动有强鲁棒性以及实现简单等。然而,VSC的不足之处在于需要获得全部状态变量,这是很难保证的。     

飞行器神经元控制系统的研究与设计

提出了一种基于神经元网络的飞行控制系统设计方法 ,该方法设计的神经元飞行控制器具有良好的鲁棒性 ,使飞行器在整个飞行包络内都能保持某种最优的操纵品质。给出的计算机仿真结果显示出神经元网络作为飞行控制器在处理飞行器参数大范围变化的非线性特性方面具有潜在的优良品质     

垂尾抖振主动控制的压电作动器布局优化

为了提高压电作动器垂尾抖振主动控制系统的控制性能,提出一种基于输出可控性的压电作动器优化准则。使用压电驱动载荷等效方法建立压电纤维复合材料（MFC）压电作动器力学模型,并建立了带MFC压电作动器垂尾结构模型的动力学方程。在模态可控性和模态价值理论的基础上,提出考虑剩余模态影响的压电作动器优化目标函数。针对垂尾结构的前5阶模态使用遗传算法优化得到压电作动器的布局方案,使用线性二次高斯（LQG）最优控制方法控制垂尾的抖振响应。仿真结果表明,本文优化得到的布局方案比用其他方法能更好地均衡系统的模态可控性,减小剩余模态的影响,获得更好的垂尾抖振响应控制。     

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。     

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。     

飞行控制系统优化设计方法

提出了现代飞行控制系统的优化设计需考虑驾驶员的操纵行为和生理限制,才能进行人－机组合优化设计,建立了驾驶员最优控制模型,提出飞行控制系统优化设计目标函数和设计方法,并通过对某飞机飞行控制系统的优化设计和人－机闭环系统的动态仿真研究,证明了所提出了的设计方法理论上是正确的,工程上是可行的。     

辅助驾驶员操纵的预见显示及预测控制

针对人具有预见、预测能力和驾驶员操纵品质要求,提出了辅助驾驶员操纵的预风显示及预测控制方案。应用预见控制技术对驾驶员最优控制模型,显示与控制协调性合成设计的预见加速显示进行了研究,建立了驾驶员跟踪目标信号的最优预见控制模型和基于系统状态的预见加速显示的人机预测控制结构。用非零和协调性动态规划法进行驾驶员－显示器－控制器的最优协调性合成设计。可减轻驾驶员的操纵负担,提高了飞行品质和主观评价。     

弹性飞机的数字式电传飞行控制系统的设计研究

 本文对主动控制的高性能飞机的气动伺服弹性影响进行了设计研究。从普遍的弹性方程建立了将刚体和结构模态分开描述的耦合方程,推导了主回路弹性传递函数,并同时利用频率响应和最优离散输出反馈调节器两种方法,对一种参考飞机的纵向一阶弯曲模态进行了简化的分析。提出了推荐的频率域设计指标和按最优增益对传感器安装位置的灵敏度作为需要控制的判据。讨论了比例式和前向复合控制两种系统类型的弹性和刚体反馈律的设计结果。     

基于事件触发的异构多智能体最优包含控制

针对异构多智能体系统的输出包含控制问题，提出一种基于边的事件触发最优控制协议，保证所有跟随者的输出能进入到由领航者的输出所形成的凸包中。同时，使系统达到最优性能，最小化控制代价。考虑到不是所有的跟随者都可获得领航者的信息，提出一种基于边的分布式事件触发观测器，估计领航者输出形成的凸包内点的轨迹。设计加权代价函数评价包含控制的性能，并将输出包含问题转化为最优状态反馈控制设计问题。利用贝尔曼方程和黎卡提方程，给出异构多智能体系统最优输出包含控制的参数设计。选择不同类型的机器人构成多智能体系统，验证算法的有效性。