题名 小型固定翼无人机自主起飞控制系统
被引量：6
1
作者
孙蓉 刘洪丹 权 申明 程建华 王春华
机构
哈尔滨工程大学自动化学院 中国人民解放军
出处
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2018年第10期89-93,97,共6页
基金
黑龙江省教育教学改革项目(JG2013010203) 黑龙江省高等学校教改工程项目(JG2012010147) 黑龙江省高等教育学会高等教育科学研究"十三五"规划课题(16G046)
文摘
为了能够增强小型固定翼无人机在起飞阶段的安全性和稳定性,设计了固定翼无人机自主起飞控制系统,并实现其功能。首先在三维空间内建立无人机起飞阶段的六自由度运动数学模型;根据无人机受力不同,将无人机起飞分为3个阶段,并分析每个阶段的动力学和运动学规律;搭建无人机自主起飞硬件实物平台,设计、制作并调试飞行控制板,结合无人机自身特性和控制任务要求,对所用的电机等元件进行选型以及对电路板进行焊接与底层调试。基于上述条件设计PID控制器,在有风扰动情况下对开环、闭环控制下无人机的起飞进行仿真,通过对比分析以及不断调整控制参数,以达到理想的控制效果,通过实地飞行实验,以验证该控制系统的可行性和稳定性。
关键词
固定翼无人机 自主起飞 PID控制器
Keywords
fixed-wing unmanned aerial vechicle(UAV) autonomous takeoff PID controller
分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
题名 基于风力摆的综合实训平台
被引量：5
2
作者
孙蓉 李冰 权 申明 吕淑平 苏丽 王春华
机构
哈尔滨工程大学自动化学院 中国人民解放军
出处
《实验技术与管理》
CAS
北大核心
2016年第9期75-78,共4页
基金
黑龙江省高等教育学会高等教育科学研究"十二五"规划课题(HGJXHC110370) 黑龙江省教育教学改革项目(JG2013010203) +3 种基金 黑龙江省高等学校教改工程项目(JG2012010147) 哈尔滨工程大学教育教学改革研究项目(JG2013YB20 SYJG20140402 SYJG20140404)
文摘
运用拉格朗日动力学定理,建立风力摆摆杆在状态空间的精确运动模型,进行控制系统仿真,改变状态反馈控制器参数,得到理想的控制策略。在此基础上,进行风力摆系统的硬件设计与搭建。选用飞思卡尔公司的Kinetis 60作为主控制器,并采用MPU6050传感器测量摆杆位置和角速度,依照建模仿真得到的控制策略对实际系统进行控制,实现了风自主起摆、设定距离画线、可控角度摆动、自主归位、画圆及抗扰动等一系列功能。通过基于风力摆的综合实训平台系统的完整搭建,学生的综合能力与素质得到很大锻炼与提高。
关键词
风力摆 KINETIS 60 状态反馈控制器 MPU6050
Keywords
wind pendulum Kinetis 60 state feedback controller MPU6050
分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
G484
[自动化与计算机技术—控制科学与工程]
题名 带落角落速约束的导弹虚拟期望落角末制导律
被引量：3
3
作者
权 申明 陈雪野 晁涛 杨明
机构
哈尔滨工业大学航天学院控制与仿真中心
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期1070-1079,共10页
基金
国家自然科学基金(61627810,61790562,61403096)。
文摘
为解决导弹末制导阶段同时考虑落角和落速约束时带来的过载需求大、落速散布广的问题,提出一种基于虚拟期望落角的末制导律。首先,提出虚拟期望落角的概念,设计过渡函数降低末制导初期过载需求;然后,分析过渡函数各参数对落角、落速影响,设计预测-校正算法计算期望参数;为了提高预测效率与精度,使用深度神经网络离线训练弹道数据集。实际飞行中,基于扩展卡尔曼滤波在线辨识气动参数摄动,提高算法的适应性。蒙特卡洛仿真结果表明,所提出的算法能够降低末制导初期过载需求。在满足落角约束与位置精度的前提下,落速控制精度在±15 m/s以内。
关键词
虚拟期望落角 预测-校正算法 深度神经网络 气动参数辨识
Keywords
Virtual expected impact angle Predictor-corrector method Deep neural network Aerodynamic parameter identification
分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 基于模型预测静态二阶锥规划的协同末制导
被引量：1
4
作者
权 申明 左坤 晁涛 杨明
机构
哈尔滨工业大学控制与仿真中心
出处
《中国惯性技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期121-128,共8页
基金
国家自然科学基金(61627810,61790562,61403096)。
文摘
针对现有序列二阶锥规划求解协同末制导时速度较慢,难以满足实时性要求的问题,结合模型预测静态规划(MPSP)与二阶锥规划(SOCP),提出一种基于模型预测静态二阶锥规划的协同末制导算法。首先,建立考虑过载约束的飞行器协同末制导模型;然后,在MPSP算法基础上,提出终端时间自由的MPSP算法;进一步将有约束的MPSP问题转化为二阶锥规划问题,可以有效处理过程约束。仿真结果表明,所提出的模型预测静态二阶锥规划能兼备MPSP算法的快速性与SOCP的处理约束与最优性特点,通过减少求解变量个数,求解速度提升40%,易于实现在线快速计算。
关键词
协同末制导 模型预测静态规划 二阶锥规划 过载约束
Keywords
cooperative terminal guidance model predictive static programming second-order cone programming overload constraint
分类号
V249
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 减速板故障下的RLV末端区域能量管理算法设计
被引量：2
5
作者
权 申明 王松艳 晁涛 杨明
机构
哈尔滨工业大学控制与仿真中心
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期820-828,共9页
基金
国家自然科学基金(61627810,61790562,61403096)。
文摘
针对可重复使用运载器(RLV)在末端区域能量管理阶段可能存在减速板故障而无法精确控制速度大小,导致无法稳定到达着陆窗口的问题,提出一种考虑减速板故障下的在线RLV末端区域能量管理算法。首先给出减速板卡死故障下的飞行器运动模型,并分析其对飞行器运动产生的影响。然后,在能量走廊内设计纵向标称轨迹,结合飞行能力,设计有限时间轨迹跟踪控制器跟踪地面侧向几何轨迹。最后,分析动压剖面与飞行距离之间的关系,提出减速板卡死故障下的在线修正动压剖面算法,将传统的动压剖面四参数求解简化为单参数更新问题,避免动压剖面的迭代,简化计算流程。仿真结果表明,所设计的算法在减速板故障且存在气动不确定性时,能够顺利到达自主着陆窗口,具有鲁棒性。
关键词
减速板故障 能量走廊 轨迹跟踪控制器 在线修正动压剖面
Keywords
Airbrake failure Energy corridor Trajectory tracking controller On-line dynamic pressure profile correction algorithm
分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 一种空间碎片主动清除任务规划方法
被引量：1
6
作者
钟泽南 权 申明 晁涛 王松艳 杨明
机构
哈尔滨工业大学控制与仿真中心 上海机电工程研究所
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期3958-3966,共9页
基金
国家自然科学基金(61627810,61790562,61403096)资助课题。
文摘
规划搭载多个载荷的运载器从多个发射点清除大量空间碎片的任务时,需使运载器耗费量尽可能地少。为解决多发射点、多运载器、多载荷、多目标任务规划过程中庞大的运载器耗费量,可将整个问题的解决方案划分为三个部分。首先,设计考虑多约束多阶段的目标窗口推算方案,建立“发射点运载器载荷目标”单匹配模型;然后,基于多个单匹配模型生成可发射矩阵,用于描述“多发射点多运载器多载荷多目标”的多匹配的可行性;最后,采用可发射矩阵动态调整策略,基于匈牙利算法实现最少运载器耗费原则下的目标任务分配。仿真计算结果表明,所提方法能够以较少运载器耗费量实现对全部目标空间碎片的清除,验证了所提算法的有效性和先进性。
关键词
碎片主动清除 任务规划 窗口推算 匈牙利算法
Keywords
active debris removal mission planning window calculation Hungarian algorithm
分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 基于改进人工势场法的再入制导方法
7
作者
权 申明 王松艳 晁涛 杨明
机构
哈尔滨工业大学控制与仿真中心 上海机电工程研究所
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第7期2158-2169,共12页
基金
国家自然科学基金(61627810,61790562,61403096)资助课题。
文摘
针对带有禁飞区的高超声速飞行器再入制导问题,基于改进人工势场法(artificial potential field method,APFM)提出一种再入制导方法。在纵向上,将动压、过载、热流过程约束视为“虚拟障碍”,将终端高度、速度视为“虚拟目标点”进行纵向轨迹设计。然后,改进纵向人工势场函数以适应跳跃式和平衡滑翔式再入两种弹道形式的轨迹设计。为了整体考虑禁飞区对三维轨迹的影响,设计双层预测-校正算法求解待调参数。仿真结果表明,所提出的改进APFM规划方法能够适应不同类型的禁飞区形状,相比现有方法可适应横程需求更大的目标点,参数调节简单,易于工程实现。
关键词
再入制导 禁飞区 虚拟障碍 改进人工势场法
Keywords
reentry guidance no-fly zones virtual obstacles improved artificial potential field method(APFM)
分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 基于虚拟再入角的快速离轨制动制导方法
8
作者
权 申明 王竹 晁涛 杨明
机构
哈尔滨工业大学控制与仿真中心 上海机电工程研究所
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期865-875,共11页
基金
国家自然科学基金项目(61627810、61790562、61403096)。
文摘
为满足再入飞行器快速离轨制动的需求,提出一种基于虚拟再入角的快速离轨制动制导方法。在分析脉冲离轨制动的制导机理的基础上,采用有限推力方式逐渐接近终端状态,满足再入角度和再入速度的交班需求;采用凸优化方法计算满足多终端约束的时间最优轨迹,结合有限推力制导算法的仿真结果,分析轨迹特点,提出虚拟再入角概念,设计考虑多终端约束的快速离轨制动的在线制导算法。分别从运算效率和制导精度两个方面,同现有方法进行比较,并在发动机推力大小与方向存在偏差情况下进行蒙特卡洛仿真。仿真结果表明,相比于现有算法,所提出的算法在保障同等控制精度的前提下,实现了快速离轨阶段快速的目标,且可以满足在线计算的需求。
关键词
再入飞行器 快速离轨制动 虚拟再入角 凸优化
Keywords
reentry vehicle fast deorbit virtual reentry angle convex optimization
分类号
V448.23
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
题名 考虑侧窗约束的模型预测静态规划末制导方法
被引量：1
9
作者
权 申明 晁涛 张登辉 杨明
机构
哈尔滨工业大学航天学院控制与仿真中心 上海机电工程研究所 沈阳飞机设计研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期1322-1332,共11页
基金
国家自然科学基金(61627810,61790562,61403096)。
文摘
针对红外导引头侧窗探测模式下,非对称视场约束造成末制导阶段目标易丢失的问题,提出一种考虑侧窗约束的模型预测静态规划末制导方法。首先,基于体视线坐标系建立三维相对运动模型,得到不依赖于“小攻角”假设的准确模型。在处理无过程约束问题的模型预测静态规划方法基础上,引入松弛变量与虚拟控制量,设计出考虑侧窗视场约束的末制导算法。为了进一步降低末制导算法对初始猜测轨迹的依赖性,提高适应性与计算效率,提出逐步增加约束条件的计算策略。仿真结果表明,该方法在末制导过程中满足侧窗约束,相比于凸优化方法,优化变量减少,计算速度更快;相比于基于障碍李雅普诺夫函数的末制导律,能够满足侧窗约束,同时能适应不同的初始条件。
关键词
红外导引头 模型预测静态规划 体视线坐标系 松弛变量
Keywords
Infrared seeker Model prediction static programming Body line-of-sight coordinate system Slack variable
分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
