无人机发射过程建模与控制方法研究

考虑火箭助推器的推力和螺旋桨发动机产生的反扭矩对起飞过程的影响,建立了无人机发射过程的非线性数学模型。针对无人机在火箭助推起飞过程中存在的安全隐患,在飞行控制律中设计了针对升降舵的抗饱和补偿器。利用线性矩阵不等式理论,分析了该补偿结构的闭环稳定性,并给出一种抗饱和补偿增益的计算方法。最后,通过对零长发射过程进行非线性模型数学仿真,验证了该补偿结构的有效性和可行性。     

基于反步推演法的多机编队队形重构控制

针对多无人机（UAV）集结期望的队形和达到稳态速度缓慢影响作战效率,基于反步推演法设计了一种协同导引控制律,用于解决多无人机快速队形重构和快速达到稳定状态。本文以一架虚拟长机为中心,3架僚机在3个顶点组成的三角形编队作为被控对象,且长机的速度方向作为编队的前行方向,僚机跟随长机编队飞行。采用长机导引机制,建立每架僚机的误差动力学模型;基于图论建立任意两架无人机之间的通讯模式,通过反步推演法得到多无人机编队队形保持的导引控制律。通过构建合理的Lyapunov函数,证明所提出的控制方法在编队集结和队形保持的有效性,同时将所提出的方法与模型预测控制（MPC）方法和拉普拉斯方法进行对比,更进一步验证所提方法有效性。仿真结果表明：每架无人机不仅能够按照期望的队形飞行,而且以动态响应快和稳态误差小收敛于虚拟长机的运动轨迹。     

基于无人机空中加油的目标追踪算法

针对传统粒子滤波耗时长以及遮挡条件下易丢失目标的缺点,提出了一种基于MS(Mean Shift)聚类的抗遮挡粒子滤波目标追踪算法。该算法结合经典粒子滤波理论,对重采样之后的粒子群进行MS聚类分析,在此基础上提出了加入空间信息的目标概率密度估计方法来描述目标模型,用少量的粒子高效地追踪目标;当目标被严重遮挡时,采用Kalman预估确定目标位置;最后对目标模板进行更新。结果表明,提出的算法在复杂有遮挡的条件下具有很好的追踪准确性与鲁棒性,可以满足实时性要求。     

小波降噪在某型直升机半物理仿真数据处理中的应用

针对直升机半物理仿真测量数据主要是低频噪声的特点,提出利用小波变换、塔式结构重构算法,对信号进行降噪滤波处理的方法.仿真结果表明该方法在离线降噪滤波处理上实用高效.     

基于PC104总线的VxWorks BSP设计

设计开发了嵌入式实时操作系统VxWorks的一种基于PC104总线的板载支持包,完成了相关的外围驱动程序设计和调试工作。     

受油机指定时间姿态稳定控制

针对空中加油任务受油阶段受油机姿态稳定的需求,考虑受油机时变转动惯量、不确定转动惯量和风干扰的影响,提出了一种受油机指定时间姿态稳定控制策略.首先,建立了含时变转动惯量、内部不确定性和外部扰动下的受油机姿态动力学和运动学模型;其次,为了提高姿态稳定的快速性和确定性,使用指定时间稳定理论作为基础,设计了受油机姿态稳定鲁棒...     

鲁棒PI控制方法在无人机编队飞行稳定性中的应用

针对无人机编队执行空战任务中因发动机运转产生的振动影响命中率问题,将稳定性研究转化为动态响应和稳态误差分析。采用鲁棒控制和PI控制相结合的复合控制方法,实现无人机编队在高速近距情况下对目标精确打击的目的。通过加入PI控制,使得无人机机体振动和闭环系统稳态误差减小,稳定性整体增强,同时对鲁棒控制进行完善,使鲁棒性更好。通过仿真对复合控制方法进行了可行性验证,结果表明:复合控制方法整合了鲁棒控制和PI控制的优点,提高了无人机编队的响应速度、收敛时间和稳定性,为无人机协同打击目标控制律的设计开拓了思路。     

无人机横侧向飞行控制系统研究

采用非相似余度设计思想,建立了无人机横侧向控制系统.对典型故障模式的控制系统进行了分析,结果表明该系统不但具有较好的控制品质,而且对单通道控制故障引起的干扰具有较好的抑制能力,可有效解决副翼故障可能导致的飞行事故问题,从而提高系统的可靠性.     

基于Windows系统环境下的精确定时过程实现

首先阐述Windows系统环境下的消息处理机制；然后对Windows下几种常用精确定时器进行比较；最后设计一种基于多线程技术的高精度定时器。通过实际测试，验证了该定时器的高精度性能，很好地实现了以毫秒级定时的通信任务。