飞翼飞机非线性电动舵回路鲁棒滑模故障估计观测器设计

1

作者 刘聪 钱坤 丁奇 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第10期1820-1827,共8页

针对飞翼飞机非线性舵回路出现未知执行器故障类型,设计了一种鲁棒滑模观测器故障估计方法。首先通过分析舵回路非线性工作特性,综合考虑舵回路故障类型及原因,构建了非线性舵回路故障特性模型。其次,针对非线性舵回路给出设计滑模观测... 针对飞翼飞机非线性舵回路出现未知执行器故障类型,设计了一种鲁棒滑模观测器故障估计方法。首先通过分析舵回路非线性工作特性,综合考虑舵回路故障类型及原因,构建了非线性舵回路故障特性模型。其次,针对非线性舵回路给出设计滑模观测器总体程式,考虑舵回路非线性特性提出优化的观测器设计方案,并将观测器增益矩阵转化为线性矩阵不等式约束下的优化问题,对于故障未知情形提出自适应律修正滑模增益方案,确保观测器输出误差构成的滑模运动到达并始终维持在滑模面。最后,基于滑模等价控制输入方法给出非线性舵回路故障估计律,并开展了仿真算例研究。 展开更多

关键词 非线性 舵回路 滑模观测器 鲁棒 线性矩阵不等式

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一种利用LSTM-FCN的导弹舵回路故障诊断算法 被引量：8

2

作者 姜斌 程月华 +1 位作者 孙颢 黄金龙 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期687-698,共12页

为实现故障辨识、定位与估计等功能,同时又面向导弹舵回路诊断的实时性与准确性需求,提出一种基于长短记忆网络-自编码器(LSTM自编码器)与长短记忆网络-全卷积网络(LSTM-FCN)算法相结合的诊断框架。采用LSTM自编码器学习数据间的时序关... 为实现故障辨识、定位与估计等功能,同时又面向导弹舵回路诊断的实时性与准确性需求,提出一种基于长短记忆网络-自编码器(LSTM自编码器)与长短记忆网络-全卷积网络(LSTM-FCN)算法相结合的诊断框架。采用LSTM自编码器学习数据间的时序关系并建立正常飞行状态的预测模型。将预测模型输出与当前飞行状态比较,生成残差形成故障特征。基于LSTM-FCN网络建立了集故障辨识、定位与估计功能于一体的导弹舵回路诊断模型;并引入压缩激发(SE)模块以增强诊断算法对故障特征的敏感性,利用舵回路半物理仿真平台对所提算法进行了验证。试验表明:针对气动参数与质量不确定性条件的导弹舵回路,所提算法提升了故障诊断的准确性、实时性和鲁棒性。 展开更多

关键词 导弹 舵回路系统 故障诊断 自编码器 LSTM

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无人机舵回路及其新型控制策略设计和应用 被引量：2

3

作者 夏青元 徐锦法 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期704-709,共6页

以无人直升机飞行控制系统研制实际需要为背景,运用高集成AVR单片机设计了数字式舵回路控制器,根据嵌入式计算机系统实现舵回路控制律要求,设计并实现了舵回路数字式控制律。采用变参数调节控制律可使舵回路控制性能达到理想状态,有效... 以无人直升机飞行控制系统研制实际需要为背景,运用高集成AVR单片机设计了数字式舵回路控制器,根据嵌入式计算机系统实现舵回路控制律要求,设计并实现了舵回路数字式控制律。采用变参数调节控制律可使舵回路控制性能达到理想状态,有效避免了系统超调和积分饱和。舵回路控制参数的在线调整,实现了不同被控对象/不同状态的有效控制,拓展了数字式舵回路的适用场合。在综合汲取伺服电机调制模式基础上,提出了复合PWM模式和"极性比"概念,实现了数字式舵回路低功耗之目的。文中给出了部分试验结果和应用实例。结果表明,所设计的低功耗数字式舵回路是成功的,该舵回路不但功耗低,体积小,而且抗干扰能力强。 展开更多

关键词 数字式舵回路 控制律实现 功率驱动 低功耗 试验与应用 无人飞行器

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高超声速飞行器鲁棒舵回路控制器设计 被引量：1

4

作者 王鑫 冯冬竹 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期641-644,共4页

文章针对高超声速飞行器在缺少实际试飞数据的情况下,需要设计鲁棒自动驾驶仪的舵回路控制器来保证飞行器的姿态角控制精度满足超燃冲压发动机的工作条件。根据高超声速飞行器横滚通道的动态特性,针对舵回路的死区间隙等非线性不确定性... 文章针对高超声速飞行器在缺少实际试飞数据的情况下,需要设计鲁棒自动驾驶仪的舵回路控制器来保证飞行器的姿态角控制精度满足超燃冲压发动机的工作条件。根据高超声速飞行器横滚通道的动态特性,针对舵回路的死区间隙等非线性不确定性因素,结合滚动通道数学模型,采用Lyapunov方法设计了横滚通道差动舵的鲁棒控制器。其鲁棒控制律对系统参数不确定性和外界干扰不确定性的补偿控制采用差动舵偏补偿算法,自动补偿不确定因素及舵回路死区、饱和的非线性影响,并完成了其鲁棒指数镇定的证明。最后通过数字仿真验证了文中控制算法的有效性。 展开更多

关键词 控制系统鲁棒性 高超声速飞行器 鲁棒舵回路控制器

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飞行器舵回路仿真研究及试验分析 被引量：1

5

作者 王纪森 钟丹华 《机床与液压》 北大核心 2006年第9期134-136,共3页

对某飞行器的舵回路建立了零位附近的小扰动线性化模型以及非线性模型。通过数字仿真,研究舵回路的临界稳定特性、开环频率特性、闭环响应、闭环扫频特性,以及非线性、离散化等因素对控制系统性能的影响。通过设计合适的校正环节,使得... 对某飞行器的舵回路建立了零位附近的小扰动线性化模型以及非线性模型。通过数字仿真,研究舵回路的临界稳定特性、开环频率特性、闭环响应、闭环扫频特性,以及非线性、离散化等因素对控制系统性能的影响。通过设计合适的校正环节,使得舵回路的稳定性及时域响应满足技术性能的要求,为实际系统的研制及调试打下基础。 展开更多

关键词 舵回路 电液伺服作动器 非线性 仿真

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用模糊控制法改善飞机舵回路性能的研究 被引量：1

6

作者 左琰 唐永哲 刘华 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期259-261,264,共4页

针对飞机舵回路的工作性能受到非线性特性影响和负载力矩反影响,提出了一种将模糊控制和传统PID控制相结合的方法,分区间对PID控制器参数进行模糊整定,使得飞机舵回路在每个工作区间都具有较好的响应特性,从而改善舵回路的全局性能。文... 针对飞机舵回路的工作性能受到非线性特性影响和负载力矩反影响,提出了一种将模糊控制和传统PID控制相结合的方法,分区间对PID控制器参数进行模糊整定,使得飞机舵回路在每个工作区间都具有较好的响应特性,从而改善舵回路的全局性能。文中给出了分析设计过程和仿真结果,证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 模糊控制 参数整定 舵回路

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舵回路动态特性的频域辨识 被引量：2

7

作者 裴少俊 顾冬雷 《现代防御技术》 北大核心 2014年第4期88-91,共4页

舵回路是飞行器最重要的执行机构,其动态特性的高精度建模为高质量控制系统设计所必须。采用机理建模的方法,相关物理参数获取困难,模型精度不易得到保证。频域辨识方法通过分析舵系统输入输出数据,可以简便地获取高精度的模型。以某型... 舵回路是飞行器最重要的执行机构,其动态特性的高精度建模为高质量控制系统设计所必须。采用机理建模的方法,相关物理参数获取困难,模型精度不易得到保证。频域辨识方法通过分析舵系统输入输出数据,可以简便地获取高精度的模型。以某型无人直升机各个通道辨识为例进行研究,取得了良好的结果。 展开更多

关键词 舵回路 频域辨识 传递函数

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基于模糊自适应PID控制的舵机系统仿真研究 被引量：7

8

作者 王博 陈万强 李祥阳 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2015年第10期52-56,共5页

介绍了舵机系统原理。以某型舵机为研究对象建立了舵机系统数学模型。基于模糊自适应PID控制理论设计了舵回路控制器,对提出的方法与常规PID算法进行了SIMULINK仿真和对比分析。结果表明:该控制器具有很好的鲁棒性和抗干扰能力,控制效... 介绍了舵机系统原理。以某型舵机为研究对象建立了舵机系统数学模型。基于模糊自适应PID控制理论设计了舵回路控制器,对提出的方法与常规PID算法进行了SIMULINK仿真和对比分析。结果表明:该控制器具有很好的鲁棒性和抗干扰能力,控制效果较好。 展开更多

关键词 舵机系统 舵回路 自适应模糊PID 电液伺服阀

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基于反推自适应控制的舵机伺服系统设计

9

作者 秦硕 孙秀霞 +1 位作者 侯颖 余修端 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第2期63-66,共4页

基于反推控制理论对飞控系统舵回路进行设计。针对舵机内部参数的不确定性和外部负载力矩的扰动,在构造辅助控制输入时引入积分环节。通过适当选取李雅普诺夫函数,使分步构造的控制输入信号有界,并确保角位置跟踪误差能从所有可能的初... 基于反推控制理论对飞控系统舵回路进行设计。针对舵机内部参数的不确定性和外部负载力矩的扰动,在构造辅助控制输入时引入积分环节。通过适当选取李雅普诺夫函数,使分步构造的控制输入信号有界,并确保角位置跟踪误差能从所有可能的初始状态收敛。数字仿真结果表明,该设计方法增强了舵回路的鲁棒性并提高了稳态控制精度。 展开更多

关键词 舵回路 反推自适应控制 鲁棒性

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一种抑制电传系统 PIO 的非线性补偿方法 被引量：1

10

作者 朱恩 盛洁 +1 位作者 王蔚南 郭锁凤 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期400-404,共5页

提出了一种不完全非线性补偿方法用来抑制电传系统飞行员诱发振荡，其补偿着眼点是电传系统内部的舵回路速率饱和。本文把新的补偿方法用于一个两回路的飞行控制系统中，其设计过程和仿真结果表明，该方法结构简单，可以有效抑制ＰＩＯ... 提出了一种不完全非线性补偿方法用来抑制电传系统飞行员诱发振荡，其补偿着眼点是电传系统内部的舵回路速率饱和。本文把新的补偿方法用于一个两回路的飞行控制系统中，其设计过程和仿真结果表明，该方法结构简单，可以有效抑制ＰＩＯ，而且不影响原有系统的正常工作，便于工程应用。 展开更多

关键词 人机振荡 电传系统 非线性补偿 舵回路速率饱和

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类X-51A飞行器纵向机动数值虚拟飞行仿真 被引量：7

11

作者 王胜 王强 +1 位作者 林博希 阎超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期97-105,共9页

吸气式高超声速飞行器在机动过程中,由于构型复杂,气动特性呈现强烈的非定常特性。传统基于数据库或气动力模型的飞行仿真不能准确描述机动过程中复杂的气动特性和运动规律。针对这一问题,基于现代软件分布式、模块化的发展趋势,建立了... 吸气式高超声速飞行器在机动过程中,由于构型复杂,气动特性呈现强烈的非定常特性。传统基于数据库或气动力模型的飞行仿真不能准确描述机动过程中复杂的气动特性和运动规律。针对这一问题,基于现代软件分布式、模块化的发展趋势,建立了一个高效的数值虚拟飞行仿真平台。利用该平台,对一种类X-51A外形的吸气式高超声速飞行器开展了纵向机动闭环数值仿真,并与工程方法的结果进行了对比。研究发现:对于类X-51A外形的吸气式高超声速飞行器,在纵向拉起时,工程方法给出的结果可能不能完全反映非定常效应的影响。此时,应该采用更为精确的虚拟飞行方法来研究飞行器的闭环响应特性。此外,借助该仿真平台还研究了舵回路时间常数对控制系统的影响,为控制律设计提供了一定的参考。 展开更多

关键词 类X-51A飞行器 远程过程调用 Simulink/MICFD 数值虚拟飞行 纵向机动 舵回路

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