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导弹增量式自适应容错控制系统设计
被引量：
2
1
作者
方艺忠
陆宇婷
+1 位作者
韩拓
胡庆雷
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期920-928,共9页
导弹在实际飞行中存在气动参数不确定、执行机构故障等问题,从而对导弹飞行控制系统稳定性与操控能力造成严重影响。为此,设计一种增量式自适应容错控制方法,在实现导弹安全控制的同时,兼顾姿态控制算法时效性与可靠性。建立面向控制的...
导弹在实际飞行中存在气动参数不确定、执行机构故障等问题,从而对导弹飞行控制系统稳定性与操控能力造成严重影响。为此,设计一种增量式自适应容错控制方法,在实现导弹安全控制的同时,兼顾姿态控制算法时效性与可靠性。建立面向控制的三通道耦合姿态动力学模型;考虑系统不确定性和执行机构故障,基于增量式动态逆方法设计导弹被动容错控制律;基于自适应滑模控制与增量式动态逆方法,设计增量式动态逆自适应容错控制律,并对系统残差进行分析比较;通过某典型全弹道姿态跟踪任务,验证舵面故障下的姿态跟踪特性。仿真结果表明:所提方法在故障未知的情况下,能够保证飞行控制系统的鲁棒性与容错能力,实现导弹的安全可靠控制。
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关键词
导弹
容错控制
增量式动态逆
鲁棒控制
执行机构故障
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职称材料
基于控制分配的恒压腔压力精准控制
被引量：
2
2
作者
刘佳帅
王曦
+5 位作者
朱美印
杨舒柏
裴希同
缪柯强
张松
但志宏
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期378-386,共9页
针对采用双阀调节的恒压腔系统压力在空气流量大范围变化时的精确控制问题,提出了一种基于控制分配的恒压腔压力精准控制方法。首先,建立了虚拟放气流量的双阀控制分配算法,包括:建立满足虚拟放气流量要求且调节阀能耗最小的优化问题;...
针对采用双阀调节的恒压腔系统压力在空气流量大范围变化时的精确控制问题,提出了一种基于控制分配的恒压腔压力精准控制方法。首先,建立了虚拟放气流量的双阀控制分配算法,包括:建立满足虚拟放气流量要求且调节阀能耗最小的优化问题;通过线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)求解该优化问题得到双阀实际流通面积值;考虑调节阀动态并计算调节阀控制信号指令值。其次,建立以虚拟放气流量为恒压腔控制输入的闭环负反馈回路,基于此,设计满足伺服性能和抗干扰性能要求的PI控制器,引入上述双阀控制分配算法,进而构建完整的基于控制分配的恒压腔压力控制系统。仿真结果表明,采用该方法的控制系统性能明显优于传统单阀PI控制系统性能,恒压腔压力动态相对误差小于0.07%;干扰流量最大变化率为77kg/s^(2)时,压力最大偏差低于500Pa;此外,调节阀动态时间常数和流量系数的拉偏仿真结果进一步验证了该控制器的鲁棒性。
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关键词
恒压腔系统
控制分配
双阀控制
线性矩阵不等式
模型不确定性
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职称材料
基于双阀调节的稳压腔开环-闭环复合控制方法
被引量：
1
3
作者
刘佳帅
杨舒柏
+5 位作者
王曦
朱美印
裴希同
但志宏
缪柯强
张松
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期334-341,共8页
为保障大型空气管路试验台的整体性能,采用双阀调节的稳压腔系统实现压力的精准控制,提出了一种基于双阀调节的稳压腔开环-闭环复合控制方法。首先,构建包括蝶阀开环控制和套筒阀闭环控制的虚拟控制器,通过放气总流量将虚拟控制器和稳...
为保障大型空气管路试验台的整体性能,采用双阀调节的稳压腔系统实现压力的精准控制,提出了一种基于双阀调节的稳压腔开环-闭环复合控制方法。首先,构建包括蝶阀开环控制和套筒阀闭环控制的虚拟控制器,通过放气总流量将虚拟控制器和稳压腔组合,建立稳压腔开环-闭环复合控制结构。其次,依据该控制结构设计控制器,其中开环控制器引入跟踪微分器用以求解压力变化率并规划指令压力的过渡过程,基于此,根据容腔压力微分方程计算蝶阀放气流量,进而考虑蝶阀动态并反求蝶阀液压缸位移指令;依据稳压腔线性模型、套筒阀模型构建闭环控制回路,并设计闭环PI控制器。最后,开展伺服跟踪性能及抗干扰性能的仿真验证,其中,压力阶跃响应的超调量为0.89%,稳态误差低于0.03%,外界干扰流量大范围变化的情况下,稳压腔压力波动低于0.5%,压力偏差低于0.75kPa,表明本文提出的方法能够有效协调蝶阀和套筒阀的动作,实现稳压腔的压力精准控制。
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关键词
双阀控制
试验台
复合控制
跟踪微分器
开环控制
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职称材料
题名
导弹增量式自适应容错控制系统设计
被引量：
2
1
作者
方艺忠
陆宇婷
韩拓
胡庆雷
机构
北京航天长征飞行器
研究
所试验物理与计算数学国家重点实验室
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
北航
杭州
创新
研究院
(
余杭
)
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期920-928,共9页
基金
国家自然科学基金(61960206011)
北京市自然科学基金(JQ19017)
浙江省自然科学基金(LD22E050004)。
文摘
导弹在实际飞行中存在气动参数不确定、执行机构故障等问题,从而对导弹飞行控制系统稳定性与操控能力造成严重影响。为此,设计一种增量式自适应容错控制方法,在实现导弹安全控制的同时,兼顾姿态控制算法时效性与可靠性。建立面向控制的三通道耦合姿态动力学模型;考虑系统不确定性和执行机构故障,基于增量式动态逆方法设计导弹被动容错控制律;基于自适应滑模控制与增量式动态逆方法,设计增量式动态逆自适应容错控制律,并对系统残差进行分析比较;通过某典型全弹道姿态跟踪任务,验证舵面故障下的姿态跟踪特性。仿真结果表明:所提方法在故障未知的情况下,能够保证飞行控制系统的鲁棒性与容错能力,实现导弹的安全可靠控制。
关键词
导弹
容错控制
增量式动态逆
鲁棒控制
执行机构故障
Keywords
missile
fault tolerant control
incremental nonlinear dynamic inversion
robust control
actuator fault
分类号
V249.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于控制分配的恒压腔压力精准控制
被引量：
2
2
作者
刘佳帅
王曦
朱美印
杨舒柏
裴希同
缪柯强
张松
但志宏
机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
先进航空发动机协同
创新
中心
北航
杭州
创新
研究院
(
余杭
)
中国航发四川燃气涡轮
研究院
高空模拟技术重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期378-386,共9页
基金
国家科技重大专项(2017-Ⅴ-0015-0067)
四川省科技计划项目(2019YJ0292)
中国航发四川燃气涡轮研究院稳定支持项目(GJCZ-0011-19)。
文摘
针对采用双阀调节的恒压腔系统压力在空气流量大范围变化时的精确控制问题,提出了一种基于控制分配的恒压腔压力精准控制方法。首先,建立了虚拟放气流量的双阀控制分配算法,包括:建立满足虚拟放气流量要求且调节阀能耗最小的优化问题;通过线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)求解该优化问题得到双阀实际流通面积值;考虑调节阀动态并计算调节阀控制信号指令值。其次,建立以虚拟放气流量为恒压腔控制输入的闭环负反馈回路,基于此,设计满足伺服性能和抗干扰性能要求的PI控制器,引入上述双阀控制分配算法,进而构建完整的基于控制分配的恒压腔压力控制系统。仿真结果表明,采用该方法的控制系统性能明显优于传统单阀PI控制系统性能,恒压腔压力动态相对误差小于0.07%;干扰流量最大变化率为77kg/s^(2)时,压力最大偏差低于500Pa;此外,调节阀动态时间常数和流量系数的拉偏仿真结果进一步验证了该控制器的鲁棒性。
关键词
恒压腔系统
控制分配
双阀控制
线性矩阵不等式
模型不确定性
Keywords
Constant pressure chamber system
Control allocation
Double-valve control
LMI
Model uncertainty
分类号
V217.21 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于双阀调节的稳压腔开环-闭环复合控制方法
被引量：
1
3
作者
刘佳帅
杨舒柏
王曦
朱美印
裴希同
但志宏
缪柯强
张松
机构
北京航空航天大学能源与动力工程学院
先进航空发动机协同
创新
中心
北航
杭州
创新
研究院
(
余杭
)
中国航发四川燃气涡轮
研究院
高空模拟技术重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期334-341,共8页
基金
国家科技重大专项(2017-V-0015-0067)
四川省科技计划项目(2019YJ0292)
中国航发四川燃气涡轮研究院稳定支持项目(GJCZ-0011-19)。
文摘
为保障大型空气管路试验台的整体性能,采用双阀调节的稳压腔系统实现压力的精准控制,提出了一种基于双阀调节的稳压腔开环-闭环复合控制方法。首先,构建包括蝶阀开环控制和套筒阀闭环控制的虚拟控制器,通过放气总流量将虚拟控制器和稳压腔组合,建立稳压腔开环-闭环复合控制结构。其次,依据该控制结构设计控制器,其中开环控制器引入跟踪微分器用以求解压力变化率并规划指令压力的过渡过程,基于此,根据容腔压力微分方程计算蝶阀放气流量,进而考虑蝶阀动态并反求蝶阀液压缸位移指令;依据稳压腔线性模型、套筒阀模型构建闭环控制回路,并设计闭环PI控制器。最后,开展伺服跟踪性能及抗干扰性能的仿真验证,其中,压力阶跃响应的超调量为0.89%,稳态误差低于0.03%,外界干扰流量大范围变化的情况下,稳压腔压力波动低于0.5%,压力偏差低于0.75kPa,表明本文提出的方法能够有效协调蝶阀和套筒阀的动作,实现稳压腔的压力精准控制。
关键词
双阀控制
试验台
复合控制
跟踪微分器
开环控制
Keywords
Double-valve control
Test facility
Compound control
Tracking differentiator
Open loop control
分类号
V217.21 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
导弹增量式自适应容错控制系统设计
方艺忠
陆宇婷
韩拓
胡庆雷
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
2
基于控制分配的恒压腔压力精准控制
刘佳帅
王曦
朱美印
杨舒柏
裴希同
缪柯强
张松
但志宏
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
3
基于双阀调节的稳压腔开环-闭环复合控制方法
刘佳帅
杨舒柏
王曦
朱美印
裴希同
但志宏
缪柯强
张松
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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