基于直接升力与动态逆的舰尾流抑制方法 被引量：10

1

作者 罗飞 张军红 +2 位作者 王博 唐瑞琳 唐炜 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期187-202,共16页

在复杂的作战和着舰环境下,舰尾气流扰动是着舰误差的最主要来源之一。如果在着舰下滑阶段利用直接升力控制(DLC)的快速性和解耦性能力,可以极大地减轻飞行员着舰操纵负担并且提高着舰最后阶段对舰尾流的抑制能力。从航迹调节和姿态稳... 在复杂的作战和着舰环境下,舰尾气流扰动是着舰误差的最主要来源之一。如果在着舰下滑阶段利用直接升力控制(DLC)的快速性和解耦性能力,可以极大地减轻飞行员着舰操纵负担并且提高着舰最后阶段对舰尾流的抑制能力。从航迹调节和姿态稳定的解耦角度出发,提出在非线性动态逆(NDI)控制框架下实现基于直接升力的着舰控制律方法,并通过建立含有舰尾流扰动的E-2C全量飞机仿真模型进行验证。结果表明:在非线性动态逆控制中引入直接升力的舰载机着舰控制律,可以实现在着舰下滑阶段姿态稳定的同时,通过直接升力快速解耦调节航迹误差,并且在引入舰尾流干扰的情况下,具有快速修正下滑倾角误差、抑制舰尾流干扰的能力,最终达到显著提高着舰精度的效果。 展开更多

关键词 舰尾流抑制 精确着舰 非线性动态逆 直接升力控制 “魔毯”软件

原文传递

非线性动态逆方法在飞行控制律设计中的应用 被引量：7

2

作者 邓婷婷 杨朝旭 +1 位作者 孙绍山 章卫国 《计算机测量与控制》 北大核心 2013年第5期1236-1239,共4页

随着现代空战环境对战斗机的性能要求日益提高,传统的飞行控制方法已经难以满足这些要求。进行了非线性动态逆飞行控制律的设计研究及其应用。按照时标分离原理将飞机状态变量进行分组,针对各子系统的响应特点,采用层叠结构的动态逆控制... 随着现代空战环境对战斗机的性能要求日益提高,传统的飞行控制方法已经难以满足这些要求。进行了非线性动态逆飞行控制律的设计研究及其应用。按照时标分离原理将飞机状态变量进行分组,针对各子系统的响应特点,采用层叠结构的动态逆控制器,设计了飞机四组状态变量的控制律。通过水平和垂直导引的算例进行仿真验证,结果表明飞机能较好的跟踪预定航迹,跟踪误差较小。 展开更多

关键词 动态逆 时标分离 飞行控制 航迹跟踪

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基于高斯伪谱法的高超声速飞行器轨迹优化与跟踪控制 被引量：6

3

作者 陶超 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期865-872,879,共9页

针对复杂的非线性,多约束(状态约束、控制量约束、边界约束和路径约束等)的高超声速上升段质点动力学模型,基于高斯伪谱法对高超声速飞行器上升段轨迹进行优化设计,再以轨迹优化中得到的最优控制量作为参考指令,针对高超声速飞行器纵向... 针对复杂的非线性,多约束(状态约束、控制量约束、边界约束和路径约束等)的高超声速上升段质点动力学模型,基于高斯伪谱法对高超声速飞行器上升段轨迹进行优化设计,再以轨迹优化中得到的最优控制量作为参考指令,针对高超声速飞行器纵向非线性刚体动力学模型,结合非线性动态逆方法与PD控制方法对最优参考指令进行跟踪控制。仿真结果表明,基于非线性动态逆方法的PD控制器对高超声速飞行器上升段燃料消耗最小的最优轨迹能够精确地跟踪控制,同时得到更加直接的最优舵面偏转规律。 展开更多

关键词 高斯伪谱法 高超声速飞行器 轨迹优化跟踪 非线性动态逆

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矩阵广义逆在动态解耦模糊控制系统中的应用研究 被引量：2

4

作者 范庆民 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2007年第2期180-181,188,共3页

利用矩阵的广义逆进行研究,得到一个含有最少任意参数的新结论。实现了对多变量系统的解耦模糊控制,获得了良好的控制效果。所采用的模糊控制规则简单方便,适于寻优与计算机实现。

关键词 非线性动态逆 解耦控制 模糊控制器 矩阵广义逆 复矩阵

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非线性动态逆控制律在ASTOVL升力风扇 飞机侧向控制中的应用 被引量：1

5

作者 金爱娟 郭锁凤 宋德风 《电机与控制学报》 EI CSCD 2000年第4期239-242,246,共5页

对ＡＳＴＯＶＬ升力风扇飞机的侧向控制进行了研究，采用非线性动态逆控制律设计控制器，使复杂非线性强耦合的滚转、偏航、侧滑以及侧向速度等实现了线性化对消及解耦，从而使驾驶员易于操纵，进而可减少事故率。并对其进行了仿真，结... 对ＡＳＴＯＶＬ升力风扇飞机的侧向控制进行了研究，采用非线性动态逆控制律设计控制器，使复杂非线性强耦合的滚转、偏航、侧滑以及侧向速度等实现了线性化对消及解耦，从而使驾驶员易于操纵，进而可减少事故率。并对其进行了仿真，结果验证了其正确性和有效性。 展开更多

关键词 升力风扇发动机 飞机 倾向控制 非线性动态逆控制律

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抗尾流干扰的自动着舰非线性控制研究 被引量：2

6

作者 王奇 吴文海 胡国才 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2013年第4期317-320,共4页

由于飞机与尾流模型的非线性,为实现自动精确着舰,探究了具有尾流抑制能力的非线性控制器设计方法。基于气流扰动影响的飞机六自由度非线性模型,利用非线性动态逆控制方法对各控制回路进行了设计,为抑制尾流扰动,提出了应用非线性观测... 由于飞机与尾流模型的非线性,为实现自动精确着舰,探究了具有尾流抑制能力的非线性控制器设计方法。基于气流扰动影响的飞机六自由度非线性模型,利用非线性动态逆控制方法对各控制回路进行了设计,为抑制尾流扰动,提出了应用非线性观测器进行补偿的方法。仿真结果表明,具有非线性干扰观测器的控制器可以在4 s内使飞机稳定在速度为52.04 m/s,并使航迹角保持在±0.5°变化范围内,最终的着舰侧向偏差为-0.13m。 展开更多

关键词 飞行控制 自动着舰 尾流抑制 非线性动态逆

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ASTOVL升力风扇飞机的纵向控制系统研究 被引量：1

7

作者 金爱娟 郭锁凤 吴立浪 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期29-33,共5页

ASTOVL升力风扇飞机是多变量、强耦合、复杂的非线性系统 ,采用非线性动态逆理论设计控制律以实现系统的非线性对消及解耦 ,然后 ,采用线性系统的设计方法对系统进行设计 ,以使系统获得期望的飞行品质 .同时 ,考虑到ASTOVL升力风扇飞机... ASTOVL升力风扇飞机是多变量、强耦合、复杂的非线性系统 ,采用非线性动态逆理论设计控制律以实现系统的非线性对消及解耦 ,然后 ,采用线性系统的设计方法对系统进行设计 ,以使系统获得期望的飞行品质 .同时 ,考虑到ASTOVL升力风扇飞机是由气动舵面和推力矢量融合作用的 ,为了延缓各舵面进入饱和的时间 ,采用加权广义逆中的极小N -范数广义逆定理分配力矩指令 ,从而使各舵面达到适当的偏转角 .并将所设计的控制律进行了仿真 ,结果验证了所设计的动态逆控制律使系统实现了非线性对消和解耦 ,单个指令作用时 ,只有该项响应 ,其余不受影响 ;所有指令作用时 ,其结果就等于单个指令作用时的线性叠加 ,这样使驾驶员的操纵大大简化而易于控制 ,从而大大降低了飞行事故率 . 展开更多

关键词 推力矢量 非线性动态逆 广义逆 ASTOVL 升力风扇 纵向控制系统 飞机

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过失速下俯敏捷性及纵向控制效能需求研究 被引量：1

8

作者 陈永亮 沈宏良 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2009年第6期10-13,共4页

结合飞行安全和作战效能需求,对过失速战斗机的大迎角/过失速迎角下俯敏捷性指标及纵向控制效能需求进行了研究。为了满足飞行品质和过失速敏捷性指标要求,采用非线性动态逆方法设计了某推力矢量飞机快回路和慢回路飞行控制律。在此基础... 结合飞行安全和作战效能需求,对过失速战斗机的大迎角/过失速迎角下俯敏捷性指标及纵向控制效能需求进行了研究。为了满足飞行品质和过失速敏捷性指标要求,采用非线性动态逆方法设计了某推力矢量飞机快回路和慢回路飞行控制律。在此基础上,根据过失速下俯敏捷性和滚转敏捷性指标要求,对所需的最小俯仰推力矢量偏角进行了计算分析,所得结果对先进战斗机的设计有一定的参考价值。 展开更多

关键词 大迎角/过失速敏捷性 非线性动态逆 推力矢量控制 控制效能

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重复使用助推飞行器大调姿段控制器设计

9

作者 许江涛 陈阳阳 +1 位作者 吴限德 王佩臣 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第3期493-496,共4页

针对常规飞行控制方法难以适用于重复使用助推飞行器(RBV)大调姿转弯飞行段强非线性、强耦合、大角度的问题,提出一种基于神经网络鲁棒自适应非线性动态逆的重复使用助推飞行器飞行控制策略。首先,充分考虑气动力系数随马赫数、攻角及... 针对常规飞行控制方法难以适用于重复使用助推飞行器(RBV)大调姿转弯飞行段强非线性、强耦合、大角度的问题,提出一种基于神经网络鲁棒自适应非线性动态逆的重复使用助推飞行器飞行控制策略。首先,充分考虑气动力系数随马赫数、攻角及侧滑角等变化的非线性特点,建立完整的重复使用助推飞行器非线性六自由度模型;其次,利用非线性动态逆控制实现重复使用助推飞行器系统的伪线性解耦;然后,利用单隐层神经网络来逼近系统模型不确定性所带来的动态逆误差,最后,利用鲁棒自适应控制来抑制外加干扰以及网络逼近误差。非线性仿真验证了该控制策略在大调姿转弯段的可行性和有效性,同时控制策略的设计方法物理概念清晰,易于工程实现。 展开更多

关键词 重复使用助推飞行器 大调姿转弯段 控制策略 鲁棒自适应 非线性动态逆

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考虑执行机构饱和的迎角跟踪控制

10

作者 高丽 曲志刚 梅丹 《海军航空大学学报》 2022年第5期380-386,共7页

为了进一步改善控制系统的鲁棒性,在非线性动态逆控制器设计的基础上,设计L_(1)自适应控制环节补偿逆误差及外部干扰的影响。为了保证系统稳定性,针对执行机构饱和约束,引入伪控制保护补偿信号,调整参考输入,使得执行机构在任何时刻均... 为了进一步改善控制系统的鲁棒性,在非线性动态逆控制器设计的基础上,设计L_(1)自适应控制环节补偿逆误差及外部干扰的影响。为了保证系统稳定性,针对执行机构饱和约束,引入伪控制保护补偿信号,调整参考输入,使得执行机构在任何时刻均不会进入饱和状态。最后,以迎角指令跟踪控制为例进行仿真验证,表明具有伪控制保护的L_(1)自适应补偿策略对迎角跟踪控制保持良好的指令跟踪性能。 展开更多

关键词 L_(1)自适应控制 非线性动态逆 执行机构饱和 伪控制保护

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先进的短距起飞垂直降落(ASTOVL)升力风扇飞机的动态逆控制

11

作者 金爱娟 郭锁凤 吴立浪 《南京航空航天大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第5期504-509,共6页

研究了推力矢量喷管、升力风扇以及气动舵面共同作用下 ASTOVL升力风扇飞机的飞控问题 ,采用非线性动态逆理论进行控制系统的设计。针对 ASTOVL升力风扇飞机的俯仰控制设计了动态逆控制律 ,并将所设计的控制律进行了仿真。结果表明 ,该... 研究了推力矢量喷管、升力风扇以及气动舵面共同作用下 ASTOVL升力风扇飞机的飞控问题 ,采用非线性动态逆理论进行控制系统的设计。针对 ASTOVL升力风扇飞机的俯仰控制设计了动态逆控制律 ,并将所设计的控制律进行了仿真。结果表明 ,该方法能够满足控制系统性能的要求 ,具有工程应用前景。 展开更多

关键词 短矩起落 ASTOVL升力风扇飞机 动态逆控制

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一种基于Daisy-chain的推力矢量协调控制方法 被引量：1

12

作者 郭立志 史静平 《计算机仿真》 北大核心 2021年第5期21-26,135,共7页

推力矢量技术作为先进战斗机最重要的技术之一,可以大大提高飞机可控迎角的范围,增强战斗机的过失速机动能力。然而目前我国可借鉴国外重要机型推力矢量技术的实现是通过在驾驶舱中增加相应的矢量操纵机构实现的,在很大程度上增加了飞... 推力矢量技术作为先进战斗机最重要的技术之一,可以大大提高飞机可控迎角的范围,增强战斗机的过失速机动能力。然而目前我国可借鉴国外重要机型推力矢量技术的实现是通过在驾驶舱中增加相应的矢量操纵机构实现的,在很大程度上增加了飞行员的驾驶负担。如何取消该操纵机构并将其对于推力矢量的控制综合协调进飞控系统中,以减轻操作负担,成为一个亟待解决的重要问题。现提出了一种基于Daisy-chain分配、动态逆控制的推力矢量协调控制方法。方法基于模块化的控制-分配设计思想,采用链式分配与非线性反馈线性化的方法,能够将推力矢量控制融合到阻尼增稳系统中去,并实现对矢量操纵面与气动操纵的协调控制,因而能取消推力矢量操纵机构,减轻了飞行员的工作负担。仿真结果表明,上述方法能有效地实现推力矢量的协调控制,并且基于Daisy-chain的设计方法还实现了最小推力矢量控制,因而有效降低飞机操控对于推力矢量机构的工作负担,减少发动机的维护成本。 展开更多

关键词 飞行控制 非线性控制 动态逆 控制分配

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基于终端滑模的F-16固定翼飞行器有限时间编队控制

13

作者 辛颖 姜斌 +2 位作者 冒泽慧 吕迅竑 马亚杰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期973-980,共8页

以F-16固定翼飞行器为研究对象,采用终端滑模控制方法,实现了六自由度固定翼飞行器的有限时间编队控制。首先,根据奇异摄动理论,将固定翼飞行器十二阶微分运动方程按照响应速度快慢分为外环位置编队控制系统和内环姿态跟踪控制系统。外... 以F-16固定翼飞行器为研究对象,采用终端滑模控制方法,实现了六自由度固定翼飞行器的有限时间编队控制。首先,根据奇异摄动理论,将固定翼飞行器十二阶微分运动方程按照响应速度快慢分为外环位置编队控制系统和内环姿态跟踪控制系统。外环应用有限时间稳定性理论和非线性滑模控制方法设计了分布式控制器,实现多固定翼飞行器系统的有限时间编队控制。然后,将外环分布式控制器产生的控制信号转换为内环单架固定翼飞行器的姿态跟踪参考信号,内环应用非线性动态逆(nonlinear dynamic inversion,NDI)控制和增量非线性动态逆(incremental nonlinear dynamic inversion,INDI)控制在可能存在执行器故障的情况下实现单架固定翼飞行器姿态的跟踪控制。最后,通过仿真实例验证了该控制方法的有效性。 展开更多

关键词 有限时间稳定 固定翼编队控制 滑模控制 增量非线性动态逆

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高超声速飞行器三通道耦合制导律与鲁棒控制律设计

14

作者 刘达 赵暾 张占月 《战术导弹技术》 北大核心 2023年第5期97-103,123,共8页

针对高超声速飞行器俯冲段制导控制问题,提出了一种基于李代数和增量非线性动态逆的制导控制系统联合设计方法。将飞行器在俯冲段的制导目标转换为需求视线坐标系约束,在李群上建立了以当前视线坐标系与需求视线坐标系转换矩阵变化率表... 针对高超声速飞行器俯冲段制导控制问题,提出了一种基于李代数和增量非线性动态逆的制导控制系统联合设计方法。将飞行器在俯冲段的制导目标转换为需求视线坐标系约束,在李群上建立了以当前视线坐标系与需求视线坐标系转换矩阵变化率表示的飞行器与目标的相对运动模型,同时建立以欧拉运动方程表示的飞行器姿态运动模型。针对李群上建立的相对运动方程,基于SO(3)上的广义PD控制方法设计了制导律,并针对姿态运动方程借助增量非线性动态逆方法设计了对气动干扰具有强鲁棒的姿态控制律。通过蒙特卡洛仿真试验,验证了制导控制系统联合设计方法的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 俯冲段 联合设计 制导控制 李代数 增量非线性动态逆 蒙特卡洛仿真

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基于神经网络补偿动态逆误差的导弹控制器设计 被引量：3

15

作者 常怡鹏 王小平 +2 位作者 林秦颖 王晓光 董昕瑜 《弹箭与制导学报》 北大核心 2020年第1期150-154,159,共6页

针对采用动态逆方法设计导弹姿态控制器产生逆误差的问题,文中提出了一种基于神经网络在线补偿动态逆误差的控制器设计方案。首先根据奇异值摄动理论将控制系统分为慢回路和快回路,设计了两个回路相应的姿态控制器来解决导弹的强非线性... 针对采用动态逆方法设计导弹姿态控制器产生逆误差的问题,文中提出了一种基于神经网络在线补偿动态逆误差的控制器设计方案。首先根据奇异值摄动理论将控制系统分为慢回路和快回路,设计了两个回路相应的姿态控制器来解决导弹的强非线性以及强耦合性的控制问题,并采用神经网络在线补偿逆误差。仿真结果表明,在气动参数摄动的情况下,加入神经网络补偿逆误差的控制器能够有效的降低姿态角的跟踪误差,提高了控制系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 导弹 非线性动态逆控制 快、慢回路控制器 神经网络 在线补偿

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基于增量非线性动态逆的液压执行器力控制策略研究 被引量：1

16

作者 解占新 闫政 《液压与气动》 北大核心 2022年第7期74-82,共9页

针对液压执行器力控跟踪要求高度的非线性及不确定性的动力学模型问题,导致液压驱动系统高精度运动控制存在困难,提出采用一种基于传感器的增量式非线性动态逆控制方法来解决液压执行器的力跟踪问题。建立液压执行器动力学模型,理论分析... 针对液压执行器力控跟踪要求高度的非线性及不确定性的动力学模型问题,导致液压驱动系统高精度运动控制存在困难,提出采用一种基于传感器的增量式非线性动态逆控制方法来解决液压执行器的力跟踪问题。建立液压执行器动力学模型,理论分析了INDI控制策略在力控制模型上具有稳定性好、抗干扰能力强、系统标定范围大的优势。利用该控制器压力差导数作为反馈,不依赖于精确的液压执行器数学模型和参数标定,对模型不确定性具有固有的鲁棒性。仿真试验和理论分析表明:采用高频率采样的INDI控制器力跟踪误差始终稳定在6%左右;最大跟踪误差也不超过8%;对参数不确定性具有极强的鲁棒性。 展开更多

关键词 液压执行器 控制策略 增量非线性动态逆 模型不确定

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无人直升机航路跟踪控制系统设计与仿真 被引量：1

17

作者 孙岭 吴超 +1 位作者 周伟 王珂 《现代防御技术》 2019年第5期71-79,共9页

针对无人直升机耦合强和抗扰能力差的特点,提出了一种基于增量非线性动态逆和比例积分(PI)控制器的混合航路跟踪控制系统。首先,建立无人直升机的飞行动力学模型;其次,对增量非线性动态逆控制原理进行说明;随后,推导增量非线动态逆控制... 针对无人直升机耦合强和抗扰能力差的特点,提出了一种基于增量非线性动态逆和比例积分(PI)控制器的混合航路跟踪控制系统。首先,建立无人直升机的飞行动力学模型;其次,对增量非线性动态逆控制原理进行说明;随后,推导增量非线动态逆控制律计算式,并构建角速率、姿态以及高度控制回路;然后,采用PI控制器搭建航迹控制和速度控制回路;最后,通过4种工况下的飞行仿真验证了控制系统的鲁棒性和正确性。 展开更多

关键词 增量非线性动态逆 比例积分 无人直升机 航路跟踪 鲁棒性 抗扰

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ASTOVL升力风扇飞机的组合飞行/推进控制系统的研究

18

作者 金爱娟 郭锁凤 徐松源 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 2000年第5期50-53,共4页

介绍了推力矢量技术，动态逆原理，研究了推力矢量喷管，升力风扇以及气动舵面组合作用下 ＡＳＴＯＶＬ升力风扇飞机的飞行／推进控制系统，采用非线性动态逆理论并针对 ＡＳＴＯＶＬ升力风扇飞机的俯仰控制，设计了动态逆控制律，并将... 介绍了推力矢量技术，动态逆原理，研究了推力矢量喷管，升力风扇以及气动舵面组合作用下 ＡＳＴＯＶＬ升力风扇飞机的飞行／推进控制系统，采用非线性动态逆理论并针对 ＡＳＴＯＶＬ升力风扇飞机的俯仰控制，设计了动态逆控制律，并将所设计的控制律进行了仿真．结果证明，该方法能够满足控制系统性能的要求，具有工程应用前景． 展开更多

关键词 推力矢量 组合飞行 推进控制系统 非线性动态逆控制律 ASTOVL升力风扇飞机

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