基于强化学习的舰载机着舰直接升力控制技术 被引量：1

1

作者 柳仁地 江驹 +1 位作者 张哲 刘翔 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期2165-2175,共11页

针对舰载机自动着舰过程中受甲板运动及舰尾流扰动很容易发生触舰危险的问题,提出了基于近端策略优化(PPO)算法的舰载机自动着舰直接升力控制方法。PPO控制器以俯仰角、高度、航迹倾斜角、俯仰角速率、高度误差和航迹倾斜角速率等6个状... 针对舰载机自动着舰过程中受甲板运动及舰尾流扰动很容易发生触舰危险的问题,提出了基于近端策略优化(PPO)算法的舰载机自动着舰直接升力控制方法。PPO控制器以俯仰角、高度、航迹倾斜角、俯仰角速率、高度误差和航迹倾斜角速率等6个状态变作为输入,以襟翼的舵偏角增量作为输出,实现舰载机在着舰时航迹倾斜角的快速响应。与传统控制器相比,PPO控制器中的Actor-Critic框架大大提高了控制量的计算效率,降低了参数优化的难度。仿真实验基于MATLAB/Simulink中的F/A-18飞机动力学/运动学模型。利用PyCharm平台上构建的深度强化学习训练环境,通过UDP通信实现2个平台之间的数据交互。仿真结果表明:所提方法具有响应速度快、动态误差小的特点,能够将着舰的高度误差稳定在±0.2 m以内,具有较高的控制精度。 展开更多

关键词 舰载机自动着舰 深度强化学习 近端策略优化算法 直接升力控制 UDP通信

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载人飞船全系数自适应再入升力控制 被引量：40

2

作者 胡军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期8-12,共5页

本文从控制角度分析载人飞船再入升力控制的特点，将全系数自适应控制方法应用于载人飞船的升力控制研究中，并就落点精度、最大过载、燃料消耗、姿态平稳性等几方面，同制导理论中经典的标准弹道升力控制、落点预报算法中的ＰＩＤ算法... 本文从控制角度分析载人飞船再入升力控制的特点，将全系数自适应控制方法应用于载人飞船的升力控制研究中，并就落点精度、最大过载、燃料消耗、姿态平稳性等几方面，同制导理论中经典的标准弹道升力控制、落点预报算法中的ＰＩＤ算法进行了仿真比较，证明了本文方法的优越性。 展开更多

关键词 载人飞船 再入 制导 自适应控制 升力控制

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联接翼布局直接升力控制特性的初步研究 被引量：1

3

作者 潘家正 吕庆风 周欲晓 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1996年第4期441-447,共7页

本文对联接翼气动布局的直接升力控制特性进行了初步的探索。通过前、后机翼上升降舵面的同向偏转组合所产生的直接升力，与相应的正常布局相比较，不仅显示了飞机优异的气动性能：增加了最大升力系数和升力线斜率，改善了失速特性，提... 本文对联接翼气动布局的直接升力控制特性进行了初步的探索。通过前、后机翼上升降舵面的同向偏转组合所产生的直接升力，与相应的正常布局相比较，不仅显示了飞机优异的气动性能：增加了最大升力系数和升力线斜率，改善了失速特性，提高了纵向静稳定性，而且明显改善了ΔＣｙ、Δｎｙ、ΔＨ、ωｚ等参数对操纵输入的瞬态响应品质，给飞机提供独立的姿态或轨迹控制的非同寻常的运动模态。头部鸭翼的增加进一步提高和改善了联接翼布局的直接升力特性。 展开更多

关键词 联接翼 布局 直接升力控制 飞机空气动力学

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用完全解耦改善直接升力控制

4

作者 周志强 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第3期412-417,共6页

本文讨论了线性系统解耦理论用于实现直接升力控制三种基本模式的飞机解耦控制问题，并以装有直接升力操纵面的小型飞机为例，用通用线性系统解耦控制律计算软件设计了直接升力控制律．计算结果表明，用该理论所设计出的飞机直接升力控... 本文讨论了线性系统解耦理论用于实现直接升力控制三种基本模式的飞机解耦控制问题，并以装有直接升力操纵面的小型飞机为例，用通用线性系统解耦控制律计算软件设计了直接升力控制律．计算结果表明，用该理论所设计出的飞机直接升力控制系统可严格地实现直接升力控制的三种基本模式，同时闭环解耦系统是稳定的。 展开更多

关键词 直接升力控制 飞机 解耦控制

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载人飞船再入轨道计算及升力控制规律的研究

5

作者 曾蕴波 《航天器工程》 1996年第1期45-56,共12页

介绍了载人飞船返回轨道的计算方法,讨论了当前流行的两种飞船再入制导的方法(标准轨道法和预测落点法),并且提出了一种新的预测落点法的纵向制导控制规律。通过仿真计算得到飞船再入的标准轨道,利用两种控制规律进行仿真计算,并对两种... 介绍了载人飞船返回轨道的计算方法,讨论了当前流行的两种飞船再入制导的方法(标准轨道法和预测落点法),并且提出了一种新的预测落点法的纵向制导控制规律。通过仿真计算得到飞船再入的标准轨道,利用两种控制规律进行仿真计算,并对两种制导方法的结果作了比较。 展开更多

关键词 载人飞船 再入 轨道计算 升力控制 标准轨道法

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基于直接升力控制的阵风载荷减缓系统研究 被引量：2

6

作者 职晓波 唐永哲 马娟丽 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期92-94,共3页

飞机受到垂直阵风的影响会产生不希望的法向过载。采用了安装直接升力操纵舵面并设计解耦控制器的方案,通过产生的直接升力来减缓阵风引起的载荷。仿真结果表明,该方案有效可行,乘坐品质也得到了相应的改善。

关键词 阵风载荷减缓 直接升力控制 解耦

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鸭式布局无人机直接升力控制系统设计 被引量：2

7

作者 魏治强 王新华 +2 位作者 刘正清 汪刚志 易兵 《电子测量技术》 2020年第1期69-73,共5页

传统固定翼无人机纵向控制系统的耦合度较高,这是由于升力的改变必须通过机体姿态变化得到。本文根据某鸭式布局无人机模型设计了经典直接升力控制律,实现了飞机飞行轨迹和姿态之间的稳态解耦,提高了高度控制通道的动态响应,并且采用副... 传统固定翼无人机纵向控制系统的耦合度较高,这是由于升力的改变必须通过机体姿态变化得到。本文根据某鸭式布局无人机模型设计了经典直接升力控制律,实现了飞机飞行轨迹和姿态之间的稳态解耦,提高了高度控制通道的动态响应,并且采用副翼同时同向偏转的方式提供了更大的直接升力,获得更快的纵向系统响应。提出了采用显模型跟踪解耦系统设计无人机直接升力控制系统方案,实现纵向位置控制和姿态控制动态解耦,仿真结果表明,本文设计的显模型跟踪解耦系统解耦性能较高,并且对于气动参数摄动具有较强的鲁棒性,位置控制和姿态控制的动态性能良好。 展开更多

关键词 鸭式布局无人机 直接升力控制技术 显模型解耦跟踪控制

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用有限升力控制的最优再入机动

8

作者 L.Beiner 永平 《国外导弹与航天运载器》 1989年第2期49-61,共13页

本文应用格林理论来求得最优升力控制,即在最大升力系数有限制的情况下,在规定的初始和最终高度和飞行路线角之间控制高速飞行器的再入。要求极值的性能指标是最终速度、距离、时间或热输入。对问题的阐述引向线性控制,而且最优机动包... 本文应用格林理论来求得最优升力控制,即在最大升力系数有限制的情况下,在规定的初始和最终高度和飞行路线角之间控制高速飞行器的再入。要求极值的性能指标是最终速度、距离、时间或热输入。对问题的阐述引向线性控制,而且最优机动包括最大升力/最小升力或最小升力/最大升力的非单一路线。导出用这样的系列可达到的最终状态的条件。只考虑下降或上升弹道。推导解析解和确定转接点的位置和各子弧段的次序。用图形提供参数研究的无量纲形式结果。 展开更多

关键词 升力控制 再入机动 飞行器

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基于强化学习与直接升力的舰载机自动着舰控制

9

作者 王子博 朱齐丹 +1 位作者 孔令鑫 王立鹏 《智能系统学报》 北大核心 2025年第2期416-424,共9页

舰载机着舰过程是舰载机作业事故率最高的阶段,为实现舰载机高精度全自动着舰,提出了一种新的舰载机自动着舰控制方法,设计了基于直接升力的控制器与基于强化学习的纵向制导律。直接升力控制实现舰载机飞行状态之间的解耦,增强舰载机姿... 舰载机着舰过程是舰载机作业事故率最高的阶段,为实现舰载机高精度全自动着舰,提出了一种新的舰载机自动着舰控制方法,设计了基于直接升力的控制器与基于强化学习的纵向制导律。直接升力控制实现舰载机飞行状态之间的解耦,增强舰载机姿态角与气流角的稳定性。制导律通过深度强化学习算法训练的神经网络非线性拟合得到,提高了扰动情况下舰载机对理想下滑道的跟踪精度,同时避免了传统方法繁杂的参数整定工作以及对模型的依赖。通过对比仿真结果,在舰尾流扰动下,相比于滑模控制方法、预设性能控制方法、PID控制方法与基于径向基神经网络的自适应控制方法,本文方法具有更好的鲁棒性,增强了对舰尾流扰动的抑制能力,提高了着舰精度。 展开更多

关键词 舰载机着舰 飞行控制 强化学习 直接升力控制 制导律 舰尾流 神经网络 路径跟踪

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基于线性自抗扰控制的纵向舰载机直接升力全自动着舰控制 被引量：2

10

作者 吴启龙 朱齐丹 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期142-152,共11页

舰载机的最终着舰过程受到强烈的舰尾流的干扰,为了抑制舰尾流扰动,本文提出一种基于径向基函数神经网络(radial basis functions neural network,RBFNN)结合线性自抗扰控制(liner active disturbance rejection control,LADRC)的创新... 舰载机的最终着舰过程受到强烈的舰尾流的干扰,为了抑制舰尾流扰动,本文提出一种基于径向基函数神经网络(radial basis functions neural network,RBFNN)结合线性自抗扰控制(liner active disturbance rejection control,LADRC)的创新设计方法,确保舰载机直接升力控制自动着舰系统的鲁棒性。LADRC将阵风扰动和系统不确定项作为总扰动,通过线性扩展状态观测器(liner extended state observer,LESO)对总扰动进行估计,并通过线性反馈控制律进行补偿,然后根据系统状态利用RBFNN在线调整LADRC控制器的参数,并构建Lyapunov函数以证明闭环系统的稳定性。舰载机跟踪理想下滑道的仿真结果表明,RBF-LADRC的抗干扰性、鲁棒性和跟踪精度均优于与之对比的控制方法。 展开更多

关键词 稳定性分析 直接升力控制 径向基函数神经网络 线性自抗扰控制 自动着舰 姿态控制 舰尾流 轨迹跟踪

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基于自适应固定时间的直接升力着舰容错控制 被引量：3

11

作者 何胜涛 江驹 +1 位作者 余朝军 郇钫策 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第9期29-35,98,共8页

针对执行器效益损失故障、偏移故障和舰尾流扰动,提出了一种直接升力作用下的自适应固定时间容错控制方法。首先,建立了一种新的含襟翼的舰载机精确反馈线性化模型,并基于新的固定时间稳定性定理,对直接升力模态设计了滑模控制器,提升... 针对执行器效益损失故障、偏移故障和舰尾流扰动,提出了一种直接升力作用下的自适应固定时间容错控制方法。首先,建立了一种新的含襟翼的舰载机精确反馈线性化模型,并基于新的固定时间稳定性定理,对直接升力模态设计了滑模控制器,提升了系统的收敛速度和着舰精度;然后,引入非线性微分方程形式的自适应更新律,在线估计故障因子的最小值和复合扰动上界值,补偿故障和扰动的影响,基于李雅普诺夫方法证明了闭环系统的固定时间收敛特性;最后,与其他方法对比仿真的结果证明了所设计方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 舰载机 着舰控制 直接升力控制 容错控制 固定时间控制

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级联式预设性能动态逆解耦直接升力着舰控制 被引量：3

12

作者 宋立廷 周思羽 +3 位作者 张杨 高丽 吴文海 杨文奇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期42-53,共12页

为在下滑着舰过程中,克服“反区”操纵特性,减轻飞行员操纵负担,提升着舰精度和安全性,将直接升力方法引入着舰控制律设计,发挥其响应速度快、控制精度高、解耦性能好等优点。采用预设性能的非线性动态逆方法和控制分配算法相结合的控... 为在下滑着舰过程中,克服“反区”操纵特性,减轻飞行员操纵负担,提升着舰精度和安全性,将直接升力方法引入着舰控制律设计,发挥其响应速度快、控制精度高、解耦性能好等优点。采用预设性能的非线性动态逆方法和控制分配算法相结合的控制架构设计了两层级联式综合直接升力着舰控制器,既可以实现纵向轨迹和姿态控制间的解耦,还可以实现横航向控制与纵向运动间的解耦。首先,建立了舰载机全量六自由度非线性模型作为研究对象;然后,通过设置虚拟中间控制量将动态逆与控制分配环节有机地衔接,通过预设误差向量约束方程的方法提升动态逆控制环节的综合控制性能,据此设计出级联式纵、航向综合解耦的直接升力控制器;最后,仿真验证所设计的直接升力控制器可以在保持迎角和速度稳定的情况下调整飞行轨迹高度,实现纵向轨迹控制和姿态控制的解耦;还可以在对中控制的时候,保持纵向高度稳定,实现横航向运动和纵向运动的解耦。研究表明,采用直接升力控制可以实现飞行员操纵到控制变量间的逐一对应,显著减轻操纵负担并提升下滑着舰控制精度。 展开更多

关键词 “魔毯”着舰 直接升力控制 非线性动态逆 预设性能 控制分配

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MAGIC CARPET着舰控制模态的仿真验证

13

作者 汪节 刘剑超 +2 位作者 岳付昌 刘猛 万金 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第6期130-136,共7页

为了探索MAGIC CARPET着舰技术的性能,采用美军F-18舰载机模型,通过人在环实时仿真,研究MAGIC CARPET的轨迹速率控制模态和轨迹增量控制模态(DP模态),并与常规着舰模态比较。实验结果与美军试飞情况一致,着舰性能从高到低的排序为:DP模... 为了探索MAGIC CARPET着舰技术的性能,采用美军F-18舰载机模型,通过人在环实时仿真,研究MAGIC CARPET的轨迹速率控制模态和轨迹增量控制模态(DP模态),并与常规着舰模态比较。实验结果与美军试飞情况一致,着舰性能从高到低的排序为:DP模态>飞行轨迹速率控制模态>常规着舰控制模态,MAGIC CARPET能大幅降低飞行员操纵负担,能迅速纠正下滑道偏差而无初始反向响应,并能实现3个方面的解耦,精确保持迎角和速度。 展开更多

关键词 魔毯 着舰 直接升力控制 飞行控制 反区操纵 自动油门 轨迹控制

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风力机智能叶片气动建模与控制 被引量：1

14

作者 漆良文 陈严 +3 位作者 何科杉 郑黎明 周奇 白兴之 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第9期1687-1694,共8页

可通过有效控制风力机叶片的升力间接减小风力机的疲劳载荷,提高风力机的可靠性。该文建立了基于尾缘襟翼的风力机叶片试验模型静态升力控制系统仿真平台。该系统在上位机Matlab/Simulink中建立叶片试验模型静态升力的数学模型和系统控... 可通过有效控制风力机叶片的升力间接减小风力机的疲劳载荷,提高风力机的可靠性。该文建立了基于尾缘襟翼的风力机叶片试验模型静态升力控制系统仿真平台。该系统在上位机Matlab/Simulink中建立叶片试验模型静态升力的数学模型和系统控制算法,利用下位机PLC进行实时数据采集和输出,并利用用于过程控制的OPC(OLEfor Process Control,OPC)技术实现上位机和下位机的实时数据通信。结果表明:该控制系统通过主动调节尾缘襟翼的偏转角度有效地减小了周期渐变风、周期阵风、阶梯风和湍流风风况下叶片的升力波动幅度。同时,使用单神经元PID控制器能更好地弥补风扰动引起的升力波动,其控制效果优于经典PID控制器。 展开更多

关键词 智能叶片 升力控制 尾缘襟翼 单神经元PID OPC技术

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基于直接力的着舰航迹动态逆控制仿真研究 被引量：7

15

作者 罗飞 张军红 +1 位作者 王博 赵海 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第9期103-107,共5页

面对舰载机人工进场着舰精确航迹控制中飞行员操纵负担重、着舰环境复杂的问题,提出采用两层并联动态逆控制框架设计基于直接升力的精确着舰航迹控制方案,具体采用控制分配处理直接升力面与常规舵面的舵效耦合和多操纵面问题,并从航迹... 面对舰载机人工进场着舰精确航迹控制中飞行员操纵负担重、着舰环境复杂的问题,提出采用两层并联动态逆控制框架设计基于直接升力的精确着舰航迹控制方案,具体采用控制分配处理直接升力面与常规舵面的舵效耦合和多操纵面问题,并从航迹与姿态解耦角度出发,仿真分析了所提的控制框架,证明了它在实现舰载机“魔毯”式精确着舰中的有效性,最后采用全量非线性E-2C涡桨飞机模型仿真验证控制效果可行,满足着舰航迹控制要求。 展开更多

关键词 精确着舰 直接升力控制 非线性动态逆(NDI) “魔毯”

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MAGIC CARPET着舰控制的稳定性 被引量：2

16

作者 汪节 朱飞翔 +2 位作者 韩维 万兵 尹大伟 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第6期67-73,共7页

魔毯(MAGIC CARPET)是美国最近几年非常成功的舰载机着舰控制技术,是未来主要的着舰方式。研究了MAGIC CARPET控制的稳定性。首先,分析MAGIC CARPET着舰和常规着舰的控制结构。然后,进行人在环实时仿真实验,实验有MAGIC CARPET控制和常... 魔毯(MAGIC CARPET)是美国最近几年非常成功的舰载机着舰控制技术,是未来主要的着舰方式。研究了MAGIC CARPET控制的稳定性。首先,分析MAGIC CARPET着舰和常规着舰的控制结构。然后,进行人在环实时仿真实验,实验有MAGIC CARPET控制和常规控制两组,每组中又分油门不动和自动油门接通两种情况。实验显示稳定能力(轨迹稳定性、轨迹可控性、速度稳定性、迎角稳定性),从高到低的排序是:MAGIC CARPET控制(正常有自动油门情况)?MAGIC CARPET控制(油门不动情况)?常规控制(正常有自动油门)?常规控制(油门不动情况),可见MAGIC CARPET的稳定性能非常优秀。最后,从D-V曲线、信号流图、复域等多角度,综合分析了MAGIC CARPET控制和常规控制的稳定性机理。研究结果可为飞机着舰和直接力控制等方面提供参考。 展开更多

关键词 着舰 魔毯 飞行控制 舰载机 综合直接升力控制 反区 稳定性 自动油门

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轮式起降无人机安全起飞纵向控制 被引量：5

17

作者 张利刚 王勇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1183-1187,共5页

为了提高无人机在风干扰下的起飞安全性,对无人机常规起飞纵向控制方案加以改进,提出了基于直接升力控制的安全起飞纵向控制方案.采用由低通滤波器和超前补偿通道组成的组合滤波方案,用以解决所提出控制方案中无人机升降速度信号的精确... 为了提高无人机在风干扰下的起飞安全性,对无人机常规起飞纵向控制方案加以改进,提出了基于直接升力控制的安全起飞纵向控制方案.采用由低通滤波器和超前补偿通道组成的组合滤波方案,用以解决所提出控制方案中无人机升降速度信号的精确获取问题,通过所研制的专用升降测试台和基于频谱分析的设计方法,对组合滤波方案进行了参数选取和仿真验证.基于Matlab/Simulink仿真环境建立某型无人机的全量非线性数学模型,通过仿真设计相应的襟翼偏转控制律.仿真结果表明,应用组合滤波方案获取的升降速度信号精度较高,满足起飞控制的使用要求.安全起飞纵向控制方案可显著增强无人机的抗干扰能力,从而提高起飞过程的安全性. 展开更多

关键词 无人机 组合滤波 起飞 直接升力控制

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一种适用于金星气动捕获的预测制导算法 被引量：1

18

作者 方宝东 吴美平 张伟 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期81-84 91,共5页

针对金星探测制动捕获过程速度增量需求大、燃料携带量多的问题,结合金星稠密大气环境特点,分析了利用气动阻力捕获降轨的可行性,提出了一种基于解析预测修正制导算法的气动捕获方案,可在短时间内进入目标圆轨道,达到节省燃料、实现快... 针对金星探测制动捕获过程速度增量需求大、燃料携带量多的问题,结合金星稠密大气环境特点,分析了利用气动阻力捕获降轨的可行性,提出了一种基于解析预测修正制导算法的气动捕获方案,可在短时间内进入目标圆轨道,达到节省燃料、实现快速轨道调整的目的。根据飞行任务特点,将纵向和侧向运动解耦,纵向运动控制基于预测制导算法,侧向运动由倾侧角翻转控制实现。仿真结果表明,所采用的制导方法能够有效克服初始误差和参数不确定性的影响,具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 金星探测 气动捕获 预测制导 升力控制

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MAGIC CARPET着舰技术分析 被引量：25

19

作者 吴文海 汪节 +2 位作者 高丽 张杨 郭晓峰 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2079-2091,共13页

舰载机精密进近与着舰的增强引导综合控制技术(maritime augmented guidance with integrated controls for carrier approach and recovery precision enabling technology,MAGIC CARPET)是美国最新的人工着舰控制技术。在综述MAGIC CA... 舰载机精密进近与着舰的增强引导综合控制技术(maritime augmented guidance with integrated controls for carrier approach and recovery precision enabling technology,MAGIC CARPET)是美国最新的人工着舰控制技术。在综述MAGIC CARPET的基础上,进一步深入分析了MAGIC CARPET的内在机理。一是介绍MAGIC CARPET的发展情况;二是分析其设计思想和关键技术;三是研究其控制结构;四是介绍其试飞情况和试飞结论;五是分析MAGIC CARPET存在几方面不足,并提出改进建议;六是总结MAGIC CARPET的思想方法,以及展望其应用前景。MAGIC CARPET的理念和技术应该是今后人工着舰的必然趋势,而MAGIC CARPET技术与舰上相对差分全球定位系统技术的结合应该是今后自动着舰的一个趋势。 展开更多

关键词 舰载机 飞行控制 综合直接升力控制 轨迹控制

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