基于多操纵面协调的气垫船增稳控制方法

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作者 李军 范浩宇 +2 位作者 李伟 杜亚震 魏彤锦 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第4期376-382,共7页

针对具有混合异类多操纵面的气垫船自动航行稳定性差的问题,提出了一种基于多操纵面协调的气垫船横向稳定性增强控制方法。首先,建立带有艏喷管装置的多操纵面气垫船模型,设计基于S面与积分联合控制的上层航行控制器,求解期望的控制力... 针对具有混合异类多操纵面的气垫船自动航行稳定性差的问题,提出了一种基于多操纵面协调的气垫船横向稳定性增强控制方法。首先,建立带有艏喷管装置的多操纵面气垫船模型,设计基于S面与积分联合控制的上层航行控制器,求解期望的控制力和力矩,对气垫船航向稳定及横向稳定进行控制;其次,基于混合异类多操纵面协调控制方法,将期望力和力矩分配到各执行器,实现气垫船增稳控制。仿真结果表明,与常规解耦控制方法相比,多操纵面协调控制方法具有更好的控制效果,在低速转艏时气垫船最大横倾角减小29.6%,最大漂角减小68.8%,航行稳定性明显增强。 展开更多

关键词 气垫船 多操纵面 增稳控制 协调分配

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基于模糊PID的直升机增稳控制系统设计与实现 被引量：21

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作者 贾森 王新华 +2 位作者 龚华军 吴赛飞 王硕 《电子测量技术》 2015年第11期70-73,共4页

针对小型无人直升机开环不稳定,通道耦合性较强以及控制较难的问题,设计并实现了基于模糊PID的增稳控制系统。首先从理论上分析了小型无人直升机的操控原理,设计了基于模糊PID控制方法的飞行控制律;然后,分别设计了基于DSP芯片的增稳控... 针对小型无人直升机开环不稳定,通道耦合性较强以及控制较难的问题,设计并实现了基于模糊PID的增稳控制系统。首先从理论上分析了小型无人直升机的操控原理,设计了基于模糊PID控制方法的飞行控制律;然后,分别设计了基于DSP芯片的增稳控制系统硬件平台和软件并具体实现;最后,通过试飞验证了基于模糊PID增稳控制系统的可行性和有效性。实验结果表明文中设计的模糊PID增稳控制系统能够很好地改善小型无人直升机动稳定性,并且系统运行稳定,可靠性高。 展开更多

关键词 小型无人直升机 增稳控制系统 模糊PID控制方法 DSP

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小型无人机滑跑航向纠偏及增稳控制设计 被引量：3

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作者 郭杰 李震 +2 位作者 陈天悦 刘真畅 唐胜景 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1287-1294,共8页

为解决小型无人机地面滑跑纠偏过程中易发生的侧翻问题,建立了无人机地面滑跑数学模型,分析了无人机滑跑侧翻的原因,设计模糊增稳控制器,模糊协同控制前轮转向、升降舵和副翼偏转,增加无人机的滑跑稳定性.提出只纠正无人机航向角偏差的... 为解决小型无人机地面滑跑纠偏过程中易发生的侧翻问题,建立了无人机地面滑跑数学模型,分析了无人机滑跑侧翻的原因,设计模糊增稳控制器,模糊协同控制前轮转向、升降舵和副翼偏转,增加无人机的滑跑稳定性.提出只纠正无人机航向角偏差的纠偏控制方案,降低无人机侧翻风险.设计基于蚁群算法的模糊PID纠偏控制,应用蚁群算法对PID参数离线寻优,用模糊控制对PID参数进行在线调整.仿真和试验结果表明,本文设计的航向纠偏及增稳控制系统能有效纠正无人机航向角偏差,增加无人机在滑跑纠偏过程中的稳定性,防止无人机发生侧翻. 展开更多

关键词 无人机滑跑数学模型 纠偏及增稳控制 蚁群算法 模糊控制 滑跑试验

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基于模型参考自适应方案的飞行器增稳控制研究 被引量：4

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作者 侯砚泽 吴梅 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第5期8-10,共3页

文中应用模型参考自适应理论设计飞行器纵向增稳控制系统,阐述了建立高品质参考模型及应用超稳定性理论设计增稳控制律的方法。利用超稳定性设计方法能够获得一簇自适应控制律,设计者可从中选择以获得理想的控制性能。仿真结果表明,自... 文中应用模型参考自适应理论设计飞行器纵向增稳控制系统,阐述了建立高品质参考模型及应用超稳定性理论设计增稳控制律的方法。利用超稳定性设计方法能够获得一簇自适应控制律,设计者可从中选择以获得理想的控制性能。仿真结果表明,自适应飞行器增稳控制系统性能良好。 展开更多

关键词 飞行器增稳控制 模型参考 自适应控制 超稳定性

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微小型无人机全姿态增稳控制系统的设计与实现

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作者 迟晓鹏 罗卫兵 霍丽霞 《现代电子技术》 2010年第8期160-162,共3页

针对传统微小型无人机在飞行过程中存在的稳定性问题,指出影响稳定的因素。提出一种基于三轴陀螺和倾角传感器构成全姿态增稳控制系统的设计方案,采用EWTS82三轴陀螺和SCA100T双轴传感器组成姿态增稳硬件控制,结合软件增稳控制,成功应... 针对传统微小型无人机在飞行过程中存在的稳定性问题,指出影响稳定的因素。提出一种基于三轴陀螺和倾角传感器构成全姿态增稳控制系统的设计方案,采用EWTS82三轴陀螺和SCA100T双轴传感器组成姿态增稳硬件控制,结合软件增稳控制,成功应用到某型微小型无人机上。大量的试飞结果表明,基于三轴陀螺和倾角传感器构成的姿态增稳控制系统优于传统的测量单元,有很好的应用价值。 展开更多

关键词 无人机 三轴陀螺 倾角传感器 增稳控制

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放宽静稳定性高超声速飞行器的增稳控制方法 被引量：3

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作者 梁冰冰 江驹 +1 位作者 吴雨珊 甄子洋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1365-1369,共5页

放宽静稳定性可以解决高超声速飞行器在高超声速飞行时正稳定裕度过大的问题,但是会造成亚声速飞行阶段飞行器稳定性下降。针对高超声速飞行器在亚声速飞行时稳定性不足的问题,采用经典反馈控制和LQ最优控制方法,设计了2种不同的增稳控... 放宽静稳定性可以解决高超声速飞行器在高超声速飞行时正稳定裕度过大的问题,但是会造成亚声速飞行阶段飞行器稳定性下降。针对高超声速飞行器在亚声速飞行时稳定性不足的问题,采用经典反馈控制和LQ最优控制方法,设计了2种不同的增稳控制系统并应用于放宽静稳定后的高超声速飞行器。数值仿真结果表明,LQ最优控制增稳系统较经典反馈增稳控制系统具有更好的动态增稳效果和更强的鲁棒性能,因此LQ最优控制下的增稳系统拥有更好的增稳效果和更理想的抗鲁棒特性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 增稳控制系统 放宽静稳定 最优控制

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无尾翼无人机横侧向分析与增稳控制设计

7

作者 蔡晟 曹云峰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第S3期4-6,共3页

以某型无尾翼无人机为例,讨论了该类型无人机在横侧向上与常规飞机相比独有的特点,据此设计了基于状态反馈方法的横侧向增稳控制器,达到有效的改善无尾翼无人机横侧向飞行品质的目的。首先,讨论了该无尾翼无人机的横侧向的气动性能和动... 以某型无尾翼无人机为例,讨论了该类型无人机在横侧向上与常规飞机相比独有的特点,据此设计了基于状态反馈方法的横侧向增稳控制器,达到有效的改善无尾翼无人机横侧向飞行品质的目的。首先,讨论了该无尾翼无人机的横侧向的气动性能和动态特性,进行了简要的分析,同时,在这些方面与常规飞机进行了比较。然后,基于以上该型无人机横侧向的分析,针对性提出该类型无人机的控制要求,利用LQR最优控制方法,设计了该无人机的横侧向增稳控制系统。最后,按工程实现要求简化了控制系统,大大降低了工程实现的难度。仿真实验表明,该简化后的控制器简单有效,实现了对无尾翼无人机横侧向增稳的目标,对于下一步的工程上实现无尾翼无人机的控制具有指导意思。 展开更多

关键词 无尾翼 无人机 LQR 增稳控制 横侧向

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四旋翼无人机增稳混合控制器设计 被引量：4

8

作者 李国栋 宋自立 +1 位作者 吴华 柳长安 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期86-90,共5页

为了改善四旋翼无人直升机在不同环境下的飞行稳定性,应用混合控制的方法设计了无人机增稳混合控制器.它有多个PID控制器可供选择,并根据无人机飞行高度和倾角大小选择当前合适的控制器,有效的降低了无人飞行器的坠毁机率和其他潜在危... 为了改善四旋翼无人直升机在不同环境下的飞行稳定性,应用混合控制的方法设计了无人机增稳混合控制器.它有多个PID控制器可供选择,并根据无人机飞行高度和倾角大小选择当前合适的控制器,有效的降低了无人飞行器的坠毁机率和其他潜在危险的发生.并且通过Matlab中的Simulink工具箱搭建仿真系统,模拟了四旋翼无人机在起降、无风、有风和失控的情况下的控制器切换过程.仿真结果表明:应用混合控制器的四旋翼无人机在起降和有风情况下可有效抑制飞行器倾斜和水平漂移,提高稳定性. 展开更多

关键词 混合控制 四旋翼无人机 增稳控制

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四旋翼飞行器增稳混合控制器 被引量：4

9

作者 高庆吉 岳凤发 胡丹丹 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第5期1400-1403,共4页

针对四旋翼飞行器在不同环境下的飞行稳定性问题,提出反步法和模糊自适应比例积分微分(PID)方法的混合控制方法。该方法根据无人机(UAV)飞行环境和大倾角、大倾角变化率选择当前合适的控制器。在系统未受扰动时,基于Backstepping的控制... 针对四旋翼飞行器在不同环境下的飞行稳定性问题,提出反步法和模糊自适应比例积分微分(PID)方法的混合控制方法。该方法根据无人机(UAV)飞行环境和大倾角、大倾角变化率选择当前合适的控制器。在系统未受扰动时,基于Backstepping的控制方法能够完成飞行器的轨迹跟踪;在受扰动时,基于模糊自适应PID能够极大地抑制扰动带来的影响,实现对四旋翼飞行器的精确控制。通过Matlab仿真分析及实际飞行器实验,验证了增稳混合控制器的稳定性。 展开更多

关键词 反步法 混合控制 四旋翼飞行器 增稳控制

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飞机纵向增稳系统结构方案及控制规律设计 被引量：1

10

作者 于德海 曲东才 +1 位作者 李飞 祁亚辉 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第4期26-29,共4页

基于自动控制的反馈原理,将飞机俯仰角速率、迎角(或法向过载)作为反馈信号,构建飞机运动模型的俯仰阻尼回路、法向过载回路,建立包含内、外两个回路的飞机纵向增稳控制系统原理结构图,并设计其控制规律。为验证所设计的飞机纵向增稳控... 基于自动控制的反馈原理,将飞机俯仰角速率、迎角(或法向过载)作为反馈信号,构建飞机运动模型的俯仰阻尼回路、法向过载回路,建立包含内、外两个回路的飞机纵向增稳控制系统原理结构图,并设计其控制规律。为验证所设计的飞机纵向增稳控制系统及其控制规律的合理性,在MATLAB平台下,进行对比仿真研究。仿真结果显示,飞机纵向增稳控制系统结构合理,易于实现,在其控制规律传动比选择合理时,可增加飞机的动、静稳定性,提高飞机的飞行品质。 展开更多

关键词 飞行品质 动、静稳定性 负反馈控制 增稳控制 控制规律

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系统输入幅值对增稳系统特性影响研究

11

作者 刘瑜 刘钰 王海维 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第20期5117-5120,共4页

陈述了增稳系统和控制增稳系统由于系统本身对操纵权限的局限性,限制了系统操纵输入幅值的大小,很难在整个飞行包线内改善飞机的飞行品质,对飞机性能的提高很有限。以某型飞机为例,通过仿真验证了该结论。仿真结果表明,系统输入幅值在... 陈述了增稳系统和控制增稳系统由于系统本身对操纵权限的局限性,限制了系统操纵输入幅值的大小,很难在整个飞行包线内改善飞机的飞行品质,对飞机性能的提高很有限。以某型飞机为例,通过仿真验证了该结论。仿真结果表明,系统输入幅值在不超过临界饱和值时,增稳系统能够起到增稳作用;否则,增稳系统的增稳效能将随着饱和程度的增强逐渐消失。最后,提出了电传飞行控制系统全时间、全权限的特点,完全克服了增稳系统和控制增稳系统由于操作权限限制的致命弊端,可替代它们在整个飞行包线内更好地改善飞机的飞行品质。 展开更多

关键词 增稳系统 控制增稳系统 操纵权限 电传操纵系统 全权限

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某小型高速无人机纵向控制律 被引量：2

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作者 袁铭辉 贾家宁 左卓 《兵工自动化》 2020年第1期11-15,共5页

为解决小型高速无人机在高速飞行时因纵向静不稳而导致的常规控制律鲁棒性不足的问题,设计基于角速率指令内回路的纵向控制律。以某型高速靶机为例进行建模及特性分析,设计常规的阻尼内回路纵向控制律,从参数不确定性的角度分析低速与... 为解决小型高速无人机在高速飞行时因纵向静不稳而导致的常规控制律鲁棒性不足的问题,设计基于角速率指令内回路的纵向控制律。以某型高速靶机为例进行建模及特性分析,设计常规的阻尼内回路纵向控制律,从参数不确定性的角度分析低速与高速下控制律的鲁棒性差异,提出以角速率指令内回路作为高速段的纵向控制律,从时域、频域及鲁棒性3个方面分析论证指令内回路的适用性,并与常规角速率阻尼内回路的控制律进行对比。结果表明,该指令内回路更适用于小型高速无人机纵向控制。 展开更多

关键词 小型高速 无人机 纵向控制增稳

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多目标函数优化法及其在飞机鲁棒控制系统设计中的应用

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作者 潘高志 林道垣 《控制理论与应用》 EI CAS 1986年第4期42-50,共9页

本文提出了一种新的适用于控制系统设计的多目标函数优化法,其特点是:将所有目标函数根据控制系统的设计要求进行数学处理,从而将多目标函数优化问题转化为无约束的单目标函数优化问题,然后再将该函数一次优化得到设计参数的值。这一方... 本文提出了一种新的适用于控制系统设计的多目标函数优化法,其特点是:将所有目标函数根据控制系统的设计要求进行数学处理,从而将多目标函数优化问题转化为无约束的单目标函数优化问题,然后再将该函数一次优化得到设计参数的值。这一方法能有效地用于鲁棒控制系统的设计,使闭环系统对对象参数的大范围变化具有鲁棒性。本文用这一方法,以C^(?)规范为准则,对某型歼击机的纵向控制增稳系统进行了设计,得到了性能优良、鲁棒性强的飞机控制系统。 展开更多

关键词 目标函数 控制系统设计 鲁棒性 鲁棒控制系统 设计参数 飞机 控制增稳系统 性能指标 特征根 特征值 闭环系统 反馈调节系统 控制系统 多目标函数优化 数学处理 控制器参数 性能要求

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组合式飞行器多体动力学建模与飞行力学特性 被引量：10

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作者 杜万闪 周洲 +2 位作者 拜昱 张志林 王科雷 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2245-2262,共18页

为精确、完整地描述组合式多体飞行器空间运动位形,基于拟坐标形式的Lagrange方程提出反映相对滚转运动的8自由度组合式三体飞行器动力学建模方法。采用计算流体力学方法建立考虑气动耦合效应的组合式飞行器系统气动力数据库。通过算例... 为精确、完整地描述组合式多体飞行器空间运动位形,基于拟坐标形式的Lagrange方程提出反映相对滚转运动的8自由度组合式三体飞行器动力学建模方法。采用计算流体力学方法建立考虑气动耦合效应的组合式飞行器系统气动力数据库。通过算例将所建模型与ADAMS软件的仿真结果进行对比,验证所建模型的准确性。在此基础上,进行配平方案及飞行力学特性研究,分析比较飞行器在不同配平状态的动力学特性,并基于串级PID控制方法进行增稳控制研究。研究结果表明:所建模型有效反映了组合式飞行器的相对运动;在给定配平方案及飞行工况后,该构型飞行器存在“对称下反”和“对称上反”两个配平状态,在两个状态下的相对滚转运动静稳定性显著不同;除了传统飞行力学模态,该构型飞行器还存在由相对滚转运动主导的4个新生运动模态,按运动特性可分为复合对称运动和复合反对称运动两类;针对在无控状态下该构型飞行器无法长期保持稳定飞行的问题,所提增稳控制方案合理有效,可以快速镇定发散的飞行力学系统;所提建模方法和增稳控制方案可为多体飞行器设计分析提供指导和参考。 展开更多

关键词 组合式飞行器 多体动力学 飞行力学特性 拟坐标 增稳控制

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CAS对飞机PIO的影响 被引量：1

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作者 陈廷楠 王晓东 《空军工程学院学报》 CSCD 1999年第1期14-17,共4页

利用人－机系统闭环控制理论，通过对某型飞机纵向驾驶员诱发振荡问题的研究，讨论了控制增稳系统对飞机ＰＩＯ带来的影响。

关键词 驾驶员诱发振荡 控制增稳系统 人-机系统 飞机

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