基于奇异值方法的推力矢量/气动舵飞机复合控制律参数优化方法

1

作者 阮仕龙 董哲 +2 位作者 孙尧 曲晓雷 霍少泽 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1332-1341,共10页

推力矢量/气动舵布局的先进飞机存在显著的控制耦合问题,传统的单回路控制参数设计方法在该场景下无法兼顾多控制回路的性能。因此提出一种基于回差矩阵奇异值的控制律参数优化方法,利用时域控制性能指标确定控制参数优化区间,在此基础... 推力矢量/气动舵布局的先进飞机存在显著的控制耦合问题,传统的单回路控制参数设计方法在该场景下无法兼顾多控制回路的性能。因此提出一种基于回差矩阵奇异值的控制律参数优化方法,利用时域控制性能指标确定控制参数优化区间,在此基础上用奇异值方法衡量多输入多输出(MIMO)系统的稳定裕度,并建立相应的最优目标函数,从而对控制器参数寻优。采用数值仿真验证了该方法的可行性,结果显示所设计的控制参数优化算法相较于传统单回路控制参数设计方法具有更好的时域控制性能与更大的系统稳定裕度。 展开更多

关键词 回差矩阵奇异值 参数寻优 稳定裕度 MIMO系统 推力矢量

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某固体火箭发动机推力向量控制系统接头接触性能分析 被引量：6

2

作者 刘文芝 戴美魁 +1 位作者 韦广梅 赵永忠 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期573-578,共6页

以某固体火箭发动机推力向量控制系统摆动接头的单珠承载试验模型为计算模型,采用摩擦接触问题的La-grange乘子法与弹塑性耦合的有限元理论,计算分析了摆动接头阳球试件在不同强化层厚度下的接触应力、变形及破坏机理;为降低系统摆动力... 以某固体火箭发动机推力向量控制系统摆动接头的单珠承载试验模型为计算模型,采用摩擦接触问题的La-grange乘子法与弹塑性耦合的有限元理论,计算分析了摆动接头阳球试件在不同强化层厚度下的接触应力、变形及破坏机理;为降低系统摆动力矩,同时考虑大尺寸球面的表面强化和加工工艺,提出了满足接触性能的阳球表面强化层为1～1.4mm的厚度要求。通过与单珠承载试验对比分析,检验了有限元建模及算法的合理性;确定了小变形条件下摆动接头弹塑性摩擦接触应力限额为5 384.9 MPa。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 推力向量控制系统 摆动接头 弹塑性摩擦接触有限元法 单珠承载试验

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综合飞行/推力矢量控制系统设计与仿真 被引量：5

3

作者 申功璋 郝健康 +1 位作者 彭可茂 张明廉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期279-282,共4页

对带推力矢量控制的飞控设计问题进行了研究．按飞机状态变化快慢将其分成快变和慢状态，然后采用非线性动态逆理论分别进行设计．针对战斗机大迎角飞行，以及将所设计控制律联入综合飞行／火力控制系统的瞄准攻击过程在六自由度全量飞... 对带推力矢量控制的飞控设计问题进行了研究．按飞机状态变化快慢将其分成快变和慢状态，然后采用非线性动态逆理论分别进行设计．针对战斗机大迎角飞行，以及将所设计控制律联入综合飞行／火力控制系统的瞄准攻击过程在六自由度全量飞机方程上进行数学仿真．仿真结果表明，综合飞行／推力矢量控制可实现战斗机大迎角飞行，并能够满足综合飞行／火力控制系统性能需求，所采用的设计方法在工程上具有应用前景． 展开更多

关键词 飞行控制 推力矢量控制 火力控制系统 综合控制

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可压缩静压支撑抗偏载动态特性分析与优化 被引量：4

4

作者 陆亮 陶陶 +1 位作者 訚耀保 朱康武 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期401-407,共7页

火箭推力矢量控制系统采用静压支撑技术获得抗偏载、低摩擦等优异性能,但极高温度和大温差工作环境形成支撑结构局部介质的高含气量强可压缩流动,导致活塞杆振荡超调,过大偏心距导致油膜承载失效.在进行推力系统矢量分析基础上,获得静... 火箭推力矢量控制系统采用静压支撑技术获得抗偏载、低摩擦等优异性能,但极高温度和大温差工作环境形成支撑结构局部介质的高含气量强可压缩流动,导致活塞杆振荡超调,过大偏心距导致油膜承载失效.在进行推力系统矢量分析基础上,获得静压支撑作动的边界条件与介质参数,基于油缸动力学建模与局部线性化求解,获得了静压支撑动态特性的一般规律.研究表明,增加供油压力可提升支撑能力,但易导致响应超调;采用合理的油腔深度可在保持承载力基础上避免超调的发生;进一步将油腔结构改为锥形,可在保持支撑能力和避免超调前提下进一步减少泄漏损失. 展开更多

关键词 火箭推力矢量系统 静压支撑 强可压缩 动态特性 结构优化

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固体火箭发动机推力向量控制系统动态性能分析 被引量：2

5

作者 刘文芝 张春林 +1 位作者 张乃仁 赵永忠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1404-1408,共5页

以某型号固体火箭发动机推力向量控制系统为研究对象,采用多体系统动力学计算方法,以作用在系统活动体上的轴向载荷为工作阻力,作动器指令位移为原动件的已知运动规律,接头内引入并联非线性弹簧阻尼器表征各构件间的接触,建立该型号推... 以某型号固体火箭发动机推力向量控制系统为研究对象,采用多体系统动力学计算方法,以作用在系统活动体上的轴向载荷为工作阻力,作动器指令位移为原动件的已知运动规律,接头内引入并联非线性弹簧阻尼器表征各构件间的接触,建立该型号推力向量控制系统动力学模型,进行多体动力学计算,得到接头内构件间的实时运动规律、接触力及力矩。理论计算与系统冷摆试验相结合,分析作动力矩与摆角、频率的关系,计算接触变形产生的力矩增量,分析接头压痕产生的主要原因,并提出改进措施。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 推力向量控制系统 多体系统动力学 冷摆试验 接触力 力矩

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非线性逆在ASTOVL控制系统中的应用 被引量：1

6

作者 王健 郭锁凤 +1 位作者 王家钦 赵雁南 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期73-77,共5页

研究了先进短距起飞垂直着陆飞机（ＡＳＴＯＶＬ）的飞行／推进控制系统的控制律。基于了解和掌握气动舵面和推力矢量舵面控制下的飞机数学模型，应用非线性动态逆理论，为ＡＳＴＯＶＬ飞机从巡航到悬停阶段的飞行，设计了推力矢量控制... 研究了先进短距起飞垂直着陆飞机（ＡＳＴＯＶＬ）的飞行／推进控制系统的控制律。基于了解和掌握气动舵面和推力矢量舵面控制下的飞机数学模型，应用非线性动态逆理论，为ＡＳＴＯＶＬ飞机从巡航到悬停阶段的飞行，设计了推力矢量控制器和俯仰控制器，以合理地分配飞机上的力和力矩，使得俯仰姿态、纵向速度和法向速度的控制在推进系统性能包线范围内是近似线性和解耦的。最后以ＡＳＴＯＶＬ飞机悬停阶段的数字仿真曲线为例，证明了所设计的两个控制器是可行的，基本上达到了设计要求． 展开更多

关键词 垂直短距起落飞机 推力矢量控制系统 非线性变换 动态逆 短距起飞垂直着陆飞机 ASTOVL

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起飞模态的综合飞行/矢量喷管控制系统设计 被引量：1

7

作者 彭可茂 申功璋 文传源 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期283-286,共4页

通过对背景机加装鸭翼或矢量喷管，采用四种控制方案，研究了矢量喷管控制对飞机起飞性能的改善作用．根据飞机起飞过程，建立了各运动阶段的飞机纵向运动模型．分别设计了各控制方案的综合飞行／矢量喷管控制的综合系统控制律．在已建... 通过对背景机加装鸭翼或矢量喷管，采用四种控制方案，研究了矢量喷管控制对飞机起飞性能的改善作用．根据飞机起飞过程，建立了各运动阶段的飞机纵向运动模型．分别设计了各控制方案的综合飞行／矢量喷管控制的综合系统控制律．在已建立的运动模型和非线性推进系统模型上，进行了起飞过程的数学仿真．仿真结果表明，所设计的综合系统控制律较好地完成了起飞任务．主要性能数据表明，矢量喷管与相应舵面协调控制明显改善了飞机的起飞性能． 展开更多

关键词 飞行控制系统 推力矢量控制 起飞性能

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飞机推进系统关键技术——推力矢量技术 被引量：19

8

作者 陶增元 李军 程邦勤 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 2000年第2期86-90,共5页

首先对飞机推力矢量技术的研究发展概况作了简要介绍 ;然后以第四代战斗机 F- 2 2 /F-1 1 9和三代半战斗机 СУ- 37/АЛ- 37ФЮ 为例 ,说明了推力矢量技术全面满足了第四代战斗机的战技要求 ,第三代战斗机采用了推力矢量技术后已发... 首先对飞机推力矢量技术的研究发展概况作了简要介绍 ;然后以第四代战斗机 F- 2 2 /F-1 1 9和三代半战斗机 СУ- 37/АЛ- 37ФЮ 为例 ,说明了推力矢量技术全面满足了第四代战斗机的战技要求 ,第三代战斗机采用了推力矢量技术后已发展为三代半战斗机 ,从而充分论证了推力矢量技术促进了先进战斗机的发展 ;最后指出了推力矢量技术研究发展的有关项目 。 展开更多

关键词 飞机推进系统 推力矢量喷管 推力矢量控制

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固体火箭发动机推力向量控制系统动力学计算

9

作者 刘文芝 张春林 +1 位作者 张乃仁 赵永忠 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期178-182,共5页

针对某固体火箭发动机推力向量控制系统运动中接头内部受力状态复杂且试验难以测量的问题,建立了该系统动力学计算模型,计算了接触数组参数,对该发动机推力向量控制系统进行了多体动力学计算。得到了系统运动规律,接头内滚动体与阴、阳... 针对某固体火箭发动机推力向量控制系统运动中接头内部受力状态复杂且试验难以测量的问题,建立了该系统动力学计算模型,计算了接触数组参数,对该发动机推力向量控制系统进行了多体动力学计算。得到了系统运动规律,接头内滚动体与阴、阳球体间的接触力、摩擦力矩和系统作动力矩。最后通过与理论计算和冷摆试验结果的对比,验证了建模和计算的合理性,得到了更接近实际的结果。 展开更多

关键词 推力向量控制系统 动力学 接触力 冷摆试验

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逐点线性化后退区间最优控制在飞机非线性控制中的应用 被引量：2

10

作者 苏浩秦 于红艳 邓建华 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期53-58,共6页

常规线性飞控系统针对推力矢量飞机这样的多控制冗余、非线性MIMO系统,无法实现非线性控制．本文针对推力矢量飞机非线性系统,阐述了一种逐点线性化后退区间最优控制算法满足飞行品质要求．首先将作动器,飞行品质和逐点线性化的飞机线... 常规线性飞控系统针对推力矢量飞机这样的多控制冗余、非线性MIMO系统,无法实现非线性控制．本文针对推力矢量飞机非线性系统,阐述了一种逐点线性化后退区间最优控制算法满足飞行品质要求．首先将作动器,飞行品质和逐点线性化的飞机线性模型综合实现在线建模,然后以飞行状态与预测状态之间的误差、作动器的位置限制和速率限制作为最优指标,最后以此为基础,根据最优控制原理计算当前时刻飞机最优控制指令,实现飞机非线性控制．采用国内某型号飞机气动数据验证此算法的鲁棒性和稳定性． 展开更多

关键词 逐点线性化后退区间最优控制 推力矢量飞机 非线性控制 增广定常线性系统 鲁棒性和稳定性

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动力定位船矢量推进器回转动力学响应分析 被引量：6

11

作者 高嵩 国岩 +1 位作者 李新飞 袁利毫 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1182-1189,共8页

为研究全回转矢量推进器回转动力学系统的响应特性,对瓦锡兰某型矢量推进器的液压回转系统的组成进行深入分析,研究了泵控液压马达驱动齿轮减速机构带动推进器进行回转的工作原理,建立了矢量推进器回转动力学系统的数学模型,提出了一种... 为研究全回转矢量推进器回转动力学系统的响应特性,对瓦锡兰某型矢量推进器的液压回转系统的组成进行深入分析,研究了泵控液压马达驱动齿轮减速机构带动推进器进行回转的工作原理,建立了矢量推进器回转动力学系统的数学模型,提出了一种全回转矢量推进器实现目标方位角快速跟踪的改进控制方法,构建了一种矢量推进器回转动力学异步控制频率仿真系统,分析了不同目标方位角时推进器的方位角、角速度、液压系统的动态响应特性,建立了矢量推进器回转响应的物理约束条件.仿真结果表明,建立的动力学模型可模拟真实矢量推进器的回转运动响应过程,同时可实现矢量推进器回转方位角的快速、准确控制,对全回转矢量推进器和动力定位船舶推力分配方法的研究具有较重要的指导意义和工程价值. 展开更多

关键词 动力定位系统 推力分配 全回转推进器 异步控制频率 动力学响应特性

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具有自修复功能自适应飞行控制系统仿真研究

12

作者 龙浩 宋述杰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2791-2796 2803,2803,共7页

研究具有自修复功能的推力矢量飞机自适应控制系统功能及其结构,采用RHO(Receding Horizon Optimal)优化控制算法设计在线控制系统,利用MSLS(Multi-step Least Squares)辨识算法实现在线飞行参数辨识,采用等价空间算法、传感器信息融合... 研究具有自修复功能的推力矢量飞机自适应控制系统功能及其结构,采用RHO(Receding Horizon Optimal)优化控制算法设计在线控制系统,利用MSLS(Multi-step Least Squares)辨识算法实现在线飞行参数辨识,采用等价空间算法、传感器信息融合技术和概率统计理论实现FDI算法。并且采用面向对象技术语言VC++2010与三维图形语言Open GL结合开发了仿真平台,利用仿真平台对存在舵面故障情况下的系统自修复功能进行验证仿真,结果显示系统对飞行过程中发生舵面损伤后气动参数变化具有良好适应性,同时该仿真平台可以根据需求进行飞机故障加载,具备完备的自适应控制系统仿真功能。 展开更多

关键词 推力矢量飞机 自适应控制 自修复飞行控制 仿真平台

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推力矢量飞机间接自适应飞行重构控制系统研究

13

作者 苏浩秦 于红艳 邓建华 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期16-19,共4页

文中根据间接自适应算法提出了一种可用于推力矢量飞机的新型控制系统结构,同时将自修复功能融入其中。应用这种控制系统对推力矢量飞机在单舵面故障情况下飞行情况进行了仿真,结果说明此新型飞控系统对故障具有极强的鲁棒性和重构性能。

关键词 推力矢量飞机 自修复功能 间接自适应飞行控制 故障检测

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推力矢量控制伺服系统的负载及负载匹配 被引量：3

14

作者 刘宏博 周军 周凤岐 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S8期740-742,共3页

伺服系统作为控制系统的功率部件,如何选择其机械特性,使之与负载特性相适应,直接影响系统对功率的要求,也是能否减少系统尺寸的重要问题。文中介绍了如何合理地确定电动伺服系统负载的大小和判断负载是否匹配的一般方法。

关键词 推力矢量控制 电动伺服系统 摆动喷管 负载匹配

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一种新型鲁棒容错控制器在飞控系统中的应用 被引量：1

15

作者 王伟 梁雪 +1 位作者 陈璐璐 任章 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期104-107,共4页

讨论了一种新型的鲁棒容错控制器在飞控系统中的应用。该鲁棒容错控制器由两部分组成,主控制器和补偿控制器。首先,建立了飞机的正常标称模型,通过比较标称模型和实际系统的输出生成残差。在飞机无故障情况下,残差近似为零,仅主控制器作... 讨论了一种新型的鲁棒容错控制器在飞控系统中的应用。该鲁棒容错控制器由两部分组成,主控制器和补偿控制器。首先,建立了飞机的正常标称模型,通过比较标称模型和实际系统的输出生成残差。在飞机无故障情况下,残差近似为零,仅主控制器作用,保证系统在无故障时具有良好的性能;考虑执行机构故障,飞机发生故障后,故障残差不再为零,补偿控制器以残差为输入,输出补偿控制信号,保证系统稳定,补偿故障对系统的影响。仿真结果表明了该新型鲁棒容错控制器的正确性和可行性。 展开更多

关键词 鲁棒 容错控制 补偿控制器 飞控系统 推力矢量控制

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推力矢量控制系统的参考模型模糊控制 被引量：3

16

作者 李长春 王春波 +1 位作者 张业建 李洪人 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期95-97,101,共4页

针对典型的推力矢量电液位置伺服系统提出参考模型模糊控制控制方法 (MRFC) .MRFC方法是以参考模型的输出规定希望的性能指标 ,通过设计模糊控制规律 ,使系统与模型的增广误差趋近于零 .该方法提高了推力矢量电液位置伺服系统阻尼比 ,... 针对典型的推力矢量电液位置伺服系统提出参考模型模糊控制控制方法 (MRFC) .MRFC方法是以参考模型的输出规定希望的性能指标 ,通过设计模糊控制规律 ,使系统与模型的增广误差趋近于零 .该方法提高了推力矢量电液位置伺服系统阻尼比 ,改善了系统的动态性能 .实验结果证明了MRFC方法的有效性 . 展开更多

关键词 推力矢量控制 电液伺服系统 参考模型 模糊控制

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基于Backstepping的带推力矢量飞艇姿态控制系统设计 被引量：1

17

作者 李超群 陈澜 《现代电子技术》 2014年第2期9-12,共4页

推力矢量控制技术可以有效地解决飞艇低速飞行时舵效不足的问题,但其具有很强的非线性特性,加之飞艇体积庞大,易受风干扰,所以经典的控制器难以满足要求。Backstepping是一种基于递推反演的非线性控制方法,特别适用于强非线性及存在不... 推力矢量控制技术可以有效地解决飞艇低速飞行时舵效不足的问题,但其具有很强的非线性特性,加之飞艇体积庞大,易受风干扰,所以经典的控制器难以满足要求。Backstepping是一种基于递推反演的非线性控制方法,特别适用于强非线性及存在不确定性的系统。针对飞艇的六自由度非线性模型,引入Backstepping方法对带推力矢量飞艇设计了姿态控制器并进行了仿真验证,结果表明所设计的非线性控制器具有良好的动态性,实现了对受扰系统的全局镇定和对给定偏航角的渐进跟踪。 展开更多

关键词 BACKSTEPPING控制 推力矢量 风干扰 姿态控制系统

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数字式推力矢量控制系统的研究与实现 被引量：1

18

作者 李长春 张延明 +2 位作者 李洪人 曹辉 杨年宝 《机床与液压》 北大核心 1998年第6期21-22,共2页

本文提出了一种数字式推力矢量电液位置伺服系统．研究了基于CAN总线的主从式通讯方案。此外，本文根据电液位置伺服系统阻尼比低的特点，采用闭环模型模糊控制，改善了系统的动态性能。

关键词 CAN总线 闭环模型 模糊控制 电液伺服系统

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运载火箭电液推力矢量控制系统总体设计策略研究 被引量：9

19

作者 朱康武 傅俊勇 +2 位作者 曾凡铨 刘洪宇 施金花 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期685-692,共8页

对典型运载火箭电液推力矢量控制(Thrust Vector Control,TVC)系统结构进行分析,对不同TVC系统中的共性问题进行归纳总结,并对先进技术在TVC系统中的应用前景进行分析和预测。给出了电液TVC系统总体设计时需要考虑的三条准则,提出使用... 对典型运载火箭电液推力矢量控制(Thrust Vector Control,TVC)系统结构进行分析,对不同TVC系统中的共性问题进行归纳总结,并对先进技术在TVC系统中的应用前景进行分析和预测。给出了电液TVC系统总体设计时需要考虑的三条准则,提出使用结构设计选择树设计方法完成电液TVC系统的总体设计,使得整个设计过程变得更加简便、直观。最后以一型大推力液氧煤油发动机高可靠性电液TVC系统的总体设计为例,给出了基于结构选择树设计方法的电液TVC系统总体设计流程。 展开更多

关键词 推力矢量控制系统 TVC 作动器 电液伺服系统 运载火箭

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推力矢量控制系统的参考模型鲁棒控制研究

20

作者 李长春 韩俊伟 李洪人 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期90-94,共5页

本文针对典型的推力矢量电液位置伺服系统中存在的参数摄动和加性扰动 ,采用模型参考鲁棒控制方法 ( MRRC) ,使系统对扰动不敏感。MRRC方法仅需要已知系统的输入输出信息 ,而不必采用全状态反馈 ,同时比模型参考自适应控制 ( MRAC)算法... 本文针对典型的推力矢量电液位置伺服系统中存在的参数摄动和加性扰动 ,采用模型参考鲁棒控制方法 ( MRRC) ,使系统对扰动不敏感。MRRC方法仅需要已知系统的输入输出信息 ,而不必采用全状态反馈 ,同时比模型参考自适应控制 ( MRAC)算法简单。文中通过理论分析和必要的公式推导 ,证明了系统是渐进稳定的 ,并且仿真结果也验证了 MRRC的有效性。 展开更多

关键词 推力矢量电液位置伺服系统 MRRC 渐近稳定 航天

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