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倾转旋翼机直升机模式横向通道控制律设计
1
作者 叶晓宇 祖家奎 +1 位作者 秦勇 刘世龙 《机械与电子》 2025年第3期53-59,共7页
针对倾转旋翼机特殊的气动构型、不同的飞行模式以及模式横航向通道控制的稳定性、快速性和耦合性等需求,首先以XV 15倾转旋翼机为研究对象,建立其横航向动力学线性模型;其次针对倾转旋翼机直升机模式横向通道操纵冗余的问题,从定性和定... 针对倾转旋翼机特殊的气动构型、不同的飞行模式以及模式横航向通道控制的稳定性、快速性和耦合性等需求,首先以XV 15倾转旋翼机为研究对象,建立其横航向动力学线性模型;其次针对倾转旋翼机直升机模式横向通道操纵冗余的问题,从定性和定量2个角度分析横向通道的飞行特性以及不同操纵方式的差异,提出了一种将倾转旋翼左右螺旋桨的横向周期变距与差动总距相结合的横向操纵方式,用于解决横向飞行的稳定与机动控制之间的矛盾,并采用经典控制方法对不同操纵方式分别进行了相应的横向控制律设计;最后基于MATLAB/Simulink和X Plane视景软件搭建了倾转旋翼机飞行控制仿真系统,将所设计的横向控制律进行了仿真验证与对比分析。仿真结果表明,倾转旋翼机直升机模式飞行采用基于横向周期变距与差动总距相结合的横向控制律,能够有效克服常规单通道控制的缺点,具有更好的控制稳定性和动态响应特性。 展开更多
关键词 倾转旋翼机 直升机模式 横向通道 操纵冗余 控制律设计
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中型无人直升机向心回转机动飞行控制律设计
2
作者 孙飞 祖家奎 刘佳晖 《机械与电子》 2024年第3期54-59,共6页
向心回转是直升机的一个标准机动飞行科目,其可以综合检验直升机各通道的控制性能。针对中型无人直升机向心回转机动中姿态控制和速度控制的问题,提出一种增强飞行过程中稳定性和快速性的控制律设计方法。首先,根据ADS-3E-PRF,设计了向... 向心回转是直升机的一个标准机动飞行科目,其可以综合检验直升机各通道的控制性能。针对中型无人直升机向心回转机动中姿态控制和速度控制的问题,提出一种增强飞行过程中稳定性和快速性的控制律设计方法。首先,根据ADS-3E-PRF,设计了向心回转机动的控制指令。随后,在内外环串联的通道控制结构基础上,通过推导得出直升机滑模控制律,从而设计姿态内回路的滑模控制器,对比PID控制器得到了更好的姿态增稳效果和更快的响应速度。最后,通过半物理仿真系统的仿真实验,结合向心回转机动的指标,验证了所设计的方法能有效完成向心回转机动,并达到了满意的标准。 展开更多
关键词 直升机控制 机动飞行 滑模控制 控制律设计
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基于自抗扰控制的共轴直升机姿态控制律设计
3
作者 刘明皓 周沛沅 +1 位作者 许敏捷 王新华 《海军航空大学学报》 2024年第1期123-130,146,共9页
以某型共轴双旋翼无人直升机作为研究对象,对无人机返航进场与降落着舰阶段的抗扰动问题进行研究。针对海上着舰环境下的外界干扰与不确定性问题,选用自抗扰控制器设计共轴直升机姿态控制律,以提高共轴直升机对外部扰动的抗扰性能。针... 以某型共轴双旋翼无人直升机作为研究对象,对无人机返航进场与降落着舰阶段的抗扰动问题进行研究。针对海上着舰环境下的外界干扰与不确定性问题,选用自抗扰控制器设计共轴直升机姿态控制律,以提高共轴直升机对外部扰动的抗扰性能。针对自抗扰控制律调整参数过多问题,设计改进粒子群算法进行自动参数优化。仿真结果表明:改进粒子群算法能够显著提高参数整定速度,且精度更高;优化参数后的自抗扰控制律在强干扰环境下具备良好的动态响应与鲁棒性。 展开更多
关键词 共轴直升机 自抗扰控制 改进粒子群算法 姿态控制律设计
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飞行器控制律设计方法发展综述 被引量：29
4
作者 王美仙 李明 张子军 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2007年第2期1-4,共4页
综述了飞行器控制律设计方法的研究和应用状况。首先简述了现代控制理论的发展状况,然后给出最优控制法、特征结构配置法等线性设计方法和非线性反馈线性化、非线性H∞优化与μ综合鲁棒控制、滑模变结构控制、反步控制、神经网络控制、... 综述了飞行器控制律设计方法的研究和应用状况。首先简述了现代控制理论的发展状况,然后给出最优控制法、特征结构配置法等线性设计方法和非线性反馈线性化、非线性H∞优化与μ综合鲁棒控制、滑模变结构控制、反步控制、神经网络控制、自适应控制等非线性设计方法的特点及其在飞行器控制律设计上的限制,最后分析总结了存在的问题及未来的发展方向。 展开更多
关键词 飞行器 控制律设计 线性控制 非线性控制
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无人机自动起飞系统建模和控制律设计研究 被引量：6
5
作者 宁东方 章卫国 田娜 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第1期66-67,70,共3页
针对无人机在起飞滑跑过程中,受到地面支反力和摩擦力的影响,其运动特性与空中飞行不同的情况,通过详细分析无人机在起飞滑跑过程中的受力情况,建立了无人机的地面滑跑纵向模型,并设计自动起飞纵向控制律,实现无人机地面滑跑、起飞控制... 针对无人机在起飞滑跑过程中,受到地面支反力和摩擦力的影响,其运动特性与空中飞行不同的情况,通过详细分析无人机在起飞滑跑过程中的受力情况,建立了无人机的地面滑跑纵向模型,并设计自动起飞纵向控制律,实现无人机地面滑跑、起飞控制;并在Matlab/Simulink平台上进行仿真,仿真结果表明所建立的模型可用,控制律效果良好,满足设计要求。 展开更多
关键词 无人机 自动起飞 滑跑 控制律设计
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小型飞翼布局无人机控制律设计与试飞验证 被引量：5
6
作者 马雯 张宁 +2 位作者 马蓉 陈小龙 张奕煊 《兵工自动化》 2015年第12期42-48,共7页
针对无尾飞翼布局的无人机由于取消了水平尾翼和垂直尾翼,导致纵向、横航向的稳定下降,特别是横航向变为静不安定的问题,设计一种小型飞翼布局无人机全流程飞行控制律。以某型飞翼布局飞机的缩比飞机为控制对象,分析该飞机纵向与横航向... 针对无尾飞翼布局的无人机由于取消了水平尾翼和垂直尾翼,导致纵向、横航向的稳定下降,特别是横航向变为静不安定的问题,设计一种小型飞翼布局无人机全流程飞行控制律。以某型飞翼布局飞机的缩比飞机为控制对象,分析该飞机纵向与横航向的气动特性,采用特征结构配置方式,分别对纵向与横航向进行增稳设计。仿真与实际试飞结果表明:该控制律能够很好地跟踪期望的轨迹,并能有效地抑制侧风扰动,具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 飞翼布局 特征结构配置 控制律设计
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直升机纵向系统鲁棒滑模控制律设计 被引量：3
7
作者 卢京潮 陈伟 詹漫漫 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期269-273,共5页
在建立系统全包线T-S模糊模型的基础上,基于系统品质要求和可测状态约束条件,采用参数鲁棒设计方法,确定反馈控制参数的可用集合,实现等效控制律,相应确定系统的滑模面参数,给出了直升机纵向控制系统的全包线滑模控制律设计结果。仿真... 在建立系统全包线T-S模糊模型的基础上,基于系统品质要求和可测状态约束条件,采用参数鲁棒设计方法,确定反馈控制参数的可用集合,实现等效控制律,相应确定系统的滑模面参数,给出了直升机纵向控制系统的全包线滑模控制律设计结果。仿真结果显示,系统具有较强的抗外界干扰能力,动态品质满足指标要求,表明文中提出的设计方法可行且有效。 展开更多
关键词 直升机 T-S模糊模型 参数鲁棒设计 滑模变结构控制 控制律设计
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逆系统方法在飞行控制律设计中的工程应用 被引量：5
8
作者 张怡哲 邓建华 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期35-39,共5页
在飞控系统设计中,现代非线性控制理论已逐步得到应用,其中逆系统方法的物理概念清晰,参数对应明确,无不确定性算法,容易结合传统经验,易于为工程人员接受。该文将该方法应用于多操纵面飞机的基本控制律设计,从工程应用出发,使用多层分... 在飞控系统设计中,现代非线性控制理论已逐步得到应用,其中逆系统方法的物理概念清晰,参数对应明确,无不确定性算法,容易结合传统经验,易于为工程人员接受。该文将该方法应用于多操纵面飞机的基本控制律设计,从工程应用出发,使用多层分离简化设计,改进了多操纵面的使用策略和分配方法,分析了工程实现中的参数获取。大迎角飞行和自动着陆仿真结果显示,控制律能够协调使用推力矢量和常规舵面,准确控制飞行姿态和航迹;在着陆时能利用大迎角飞行能力显著降低着地速度,缩短滑跑距离;在飞机质量、惯量大幅度变化时,也能准确地控制姿态和轨迹。 展开更多
关键词 飞行控制 推力矢量 大迎角 非线性控制律设计
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基于人在回路的直升机着舰控制律设计与仿真 被引量：2
9
作者 贾新强 张松 黄飞飞 《航空科学技术》 2021年第1期53-59,共7页
有人直升机精确着舰是亟待解决的一项技术难题。面向着舰任务需求,本文构建了人机一体式仿真模型,选取典型着舰任务科目基元(MTE)。人机仿真模型包括驾驶员模型、直升机飞行动力学仿真模型、不同构型下直升机飞行控制律以及包括舰面环... 有人直升机精确着舰是亟待解决的一项技术难题。面向着舰任务需求,本文构建了人机一体式仿真模型,选取典型着舰任务科目基元(MTE)。人机仿真模型包括驾驶员模型、直升机飞行动力学仿真模型、不同构型下直升机飞行控制律以及包括舰面环境综合仿真模型。上述模型在统一的仿真空间内定义并互相进行交联,可有效地对着舰任务中的人机闭环系统进行模拟。基于上述仿真模型,进行了人在回路试验仿真,结果表明响应类型平移速率(TRC)可以有效地提升有人直升机着舰任务成功率,这对着舰控制律的设计具有显著的意义。 展开更多
关键词 直升机控制 控制律设计 响应类型 舰面环境建模 人机闭环仿真
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基于概率指标的民机乘坐品质最优控制律设计
10
作者 屈香菊 曹竹梅 王娜 《飞机设计》 2009年第5期43-45,49,共4页
基于概率观点的乘坐品质评价准则,采用极点配置方法进行了最优控制律设计,以提高大型客机的乘坐舒适性。设计过程中,特别考虑了满足飞行品质和舵面偏转的约束问题,通过具体算例验证了此设计方法能有效的改善大型客机的乘坐品质。
关键词 乘坐品质 概率指标 控制律设计
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固定翼飞机控制律设计与飞行模拟系统的实现 被引量：3
11
作者 徐钊 王新民 +1 位作者 余翔 李俨 《计算机仿真》 CSCD 2008年第9期25-28,共4页
为了提高机动性能,现代飞机的设计开始向放宽静不稳定乃至静不稳定的方向发展,因此飞行控制律的设计尤为重要。对于控制律的设计,经典控制理论法简单、直观,而且是相当成熟、可靠的控制方法并且广泛应用于实际型号中。提出了某型固定翼... 为了提高机动性能,现代飞机的设计开始向放宽静不稳定乃至静不稳定的方向发展,因此飞行控制律的设计尤为重要。对于控制律的设计,经典控制理论法简单、直观,而且是相当成熟、可靠的控制方法并且广泛应用于实际型号中。提出了某型固定翼飞机飞行控制系统设计方法,并以纵向通道的俯仰角保持控制律设计为例介绍了经典控制理论中根轨迹方法的设计思想及步骤。给出实现某型固定翼飞机飞行模拟仿真系统的实现方案,为验证所设计控制律的正确性,在仿真系统中使用了虚拟视景技术,直观且实时地显示飞行姿态。 展开更多
关键词 飞行控制 控制律设计 根轨迹法 虚拟视景
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直升机抗扰控制律设计及仿真 被引量：4
12
作者 赵彪 卢京潮 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2011年第5期1065-1068,共4页
对直升机外挂部件的扰动机理进行分析,建立扰动条件下的直升机状态方程;利用傅里叶变换对直升机的稳态干扰响应进行重构,构造补偿信号;采用前馈控制方案,针对外挂部件不同转速和工作模式设计扰动控制律,抑制干扰影响;利用径向基神经网... 对直升机外挂部件的扰动机理进行分析,建立扰动条件下的直升机状态方程;利用傅里叶变换对直升机的稳态干扰响应进行重构,构造补偿信号;采用前馈控制方案,针对外挂部件不同转速和工作模式设计扰动控制律,抑制干扰影响;利用径向基神经网络实现全包线范围的抗扰控制律设计;仿真结果表明,采用上述的控制方案,可以取得满意的扰动抑制效果,表明了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 扰动抑制 控制律设计 前馈补偿 系统仿真 径向基神经网络
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基于ADS—33E的直升机解耦控制律设计与仿真 被引量：2
13
作者 刘宇亮 卢京潮 《计算机测量与控制》 北大核心 2014年第3期723-726,共4页
对直升机各控制通道间耦合严重的特点,基于前馈补偿方法设计直升机解耦控制系统;分析、比较直升机各通道之间的耦合效应,确定解耦控制器结构;针对不同高度和速度下的飞机模型设计解耦控制律,利用径向基神经网络拟合控制参数,实现全包线... 对直升机各控制通道间耦合严重的特点,基于前馈补偿方法设计直升机解耦控制系统;分析、比较直升机各通道之间的耦合效应,确定解耦控制器结构;针对不同高度和速度下的飞机模型设计解耦控制律,利用径向基神经网络拟合控制参数,实现全包线范围内的解耦控制律,并仿真验证;依据飞行品质规范ADS—33E可以得出,采用上述控制方案,可以取得良好的解耦控制效果,表明了该方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 直升机 解耦 前馈控制 控制律设计 系统仿真
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组合动力飞行器模态转换段推阻匹配与控制律设计 被引量：1
14
作者 刘得冕 陈永亮 吴杰 《现代电子技术》 2023年第11期109-113,共5页
针对组合动力飞行器在进行模态转换时,发动机推力的损失以及进气道进气时对飞行器周围气流的影响,导致飞行器本体动力学特性呈现出强烈的非线性、耦合性和模型不匹配性等问题。文中根据涡喷发动机和冲压发动机输出推力随流量变化的关系... 针对组合动力飞行器在进行模态转换时,发动机推力的损失以及进气道进气时对飞行器周围气流的影响,导致飞行器本体动力学特性呈现出强烈的非线性、耦合性和模型不匹配性等问题。文中根据涡喷发动机和冲压发动机输出推力随流量变化的关系,提出一种流量分配方案补偿了发动机动力切换时的推力损失。考虑到组合动力飞行器模态转换段动力学的复杂性,采用L1鲁棒自适应控制实现飞行器的内环增稳,采用蒙特卡洛打靶方式验证控制律的鲁棒性。仿真实验证明,设计的控制律具有一定鲁棒性。 展开更多
关键词 组合动力飞行器 模态转换 控制律设计 内环增稳 推力损失补偿 发动机动力 仿真计算
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基于LQR的无人机纵向控制律设计 被引量：1
15
作者 冯扬帆 段世梅 董国荣 《中国科技信息》 2015年第22期63-64,共2页
以某无人机作为控制对象,运用LQR控制方法即线性二次型调节器,设计了该无人机的纵向控制律,以无人机的俯仰角速度为控制目标,通过Matlab仿真选取参数Q和R,并计算得到反馈系数K,从而得到LQR控制器,证实了该设计所得到的控制器效果较好,... 以某无人机作为控制对象,运用LQR控制方法即线性二次型调节器,设计了该无人机的纵向控制律,以无人机的俯仰角速度为控制目标,通过Matlab仿真选取参数Q和R,并计算得到反馈系数K,从而得到LQR控制器,证实了该设计所得到的控制器效果较好,而且便于实现,达到了设计目的。 展开更多
关键词 LQR控制器 控制律设计 无人机 线性二次型调节器 Matlab仿真 纵向控制律 控制对象 控制目标
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提高飞机横侧乘坐品质的最优控制律设计 被引量：1
16
作者 曹竹梅 张连环 沈文厚 《飞机设计》 2015年第2期19-21,共3页
采用极点配置方法,从满足飞机横侧荷兰滚飞行品质的要求出发,进行最优控制律设计,以提高大型客机横侧的乘坐舒适性。设计过程中,特别考虑了满足飞行品质和舵面偏转的约束问题,并通过具体算例验证了此设计方法,能有效地改善大型客机的乘... 采用极点配置方法,从满足飞机横侧荷兰滚飞行品质的要求出发,进行最优控制律设计,以提高大型客机横侧的乘坐舒适性。设计过程中,特别考虑了满足飞行品质和舵面偏转的约束问题,并通过具体算例验证了此设计方法,能有效地改善大型客机的乘坐品质。 展开更多
关键词 荷兰滚 横侧乘坐品质 控制律设计
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民用飞机控制律设计与飞行品质评估试验方案研究 被引量：3
17
作者 吴胜亮 《软件导刊》 2017年第8期160-163,共4页
针对民用飞机控制律优化设计,提出了一种适用于控制律设计和飞行员在环评估飞行品质的试验方案。阐述了评估工具——工程模拟器,详细介绍了评估方法、评估流程和控制律优化流程,并通过评估试验实例表明该试验方案的可行性和有效性。该... 针对民用飞机控制律优化设计,提出了一种适用于控制律设计和飞行员在环评估飞行品质的试验方案。阐述了评估工具——工程模拟器,详细介绍了评估方法、评估流程和控制律优化流程,并通过评估试验实例表明该试验方案的可行性和有效性。该试验方案为应用工程模拟器开展其他飞行员在环评估试验提供了参考,具有一定的工程实践意义。 展开更多
关键词 工程模拟器 控制律设计 飞行品质评估 试验方案
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基于LQR的无人倾转旋翼机全模式控制律设计
18
作者 徐志鹏 李志宇 肖莉萍 《兵工自动化》 2023年第3期90-96,共7页
针对无人倾转旋翼机的倾转过程阶段存在操纵舵面冗余、垂纵向通道耦合的问题,对倾转过程中的冗余操纵量分配策略和垂纵向通道控制量融合策略进行分析,开展基于线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)的姿态控制器的设计与验... 针对无人倾转旋翼机的倾转过程阶段存在操纵舵面冗余、垂纵向通道耦合的问题,对倾转过程中的冗余操纵量分配策略和垂纵向通道控制量融合策略进行分析,开展基于线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)的姿态控制器的设计与验证。以短舱倾角作为权重因子综合2套基于LQR的多环控制器,通过增益调度对其进行优化,克服倾转过程中由模型特性差异引起的控制效果不佳的问题,实现无人倾转旋翼机倾转过程中的姿态平滑控制;最后进行“直升机前飞-倾转过渡-固定翼巡航”的全模式飞行仿真。结果表明:控制系统能够有效解决舵面冗余及通道耦合问题,在倾转过程中体现出较优的系统性能。 展开更多
关键词 倾转旋翼机 LQR 控制律设计 增益调度 过渡过程
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民用飞机仪表自动着陆系统控制律设计 被引量：1
19
作者 陈磊 《中国科技信息》 2016年第9期36-39,共4页
本文对基于仪表的自动着陆技术进行了研究,以波音747飞机为对象,分别对自动着陆系统纵向以及横侧向控制律进行了设计,运用MATLAB软件得到了自动着陆系统仿真软件,该仿真软件的构建及分析结果为自动着陆系统技术的进一步研究提供了思路... 本文对基于仪表的自动着陆技术进行了研究,以波音747飞机为对象,分别对自动着陆系统纵向以及横侧向控制律进行了设计,运用MATLAB软件得到了自动着陆系统仿真软件,该仿真软件的构建及分析结果为自动着陆系统技术的进一步研究提供了思路和参考,可应用于工程实际。 展开更多
关键词 自动着陆系统 控制律设计 飞机仪表 MATLAB软件 自动着陆技术 系统仿真软件 波音747飞机 民用
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急滚过程自抗扰控制律设计
20
作者 江飞鸿 刘贞报 +1 位作者 张超 王博 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第12期2299-2304,共6页
为抑制战斗机急滚过程中的惯性交感力矩和迎角、侧滑角运动耦合,减小滚转过程中各运动的变化范围,在传统比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制律设计的基础上,引入自抗扰控制律设计方法,将滚转过程中的惯性交感力矩... 为抑制战斗机急滚过程中的惯性交感力矩和迎角、侧滑角运动耦合,减小滚转过程中各运动的变化范围,在传统比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制律设计的基础上,引入自抗扰控制律设计方法,将滚转过程中的惯性交感力矩和运动耦合视为扰动项,进行实时估计并动态补偿。仿真结果显示,飞行品质有效提升,迎角、侧滑角、过载等运动参量变化范围大幅缩小,机动包线大幅扩宽。该方法不改变传统控制律整体架构,具有良好的工程应用价值,对自抗扰控制技术在其他领域的应用具有借鉴意义。 展开更多
关键词 急滚 惯性交感 运动耦合 自抗扰控制 控制律设计
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