基于Matlab的飞行环境控制系统动态仿真

在分析了各个部件工作原理的基础上，建立了飞机环境控制系统各主要部件的数学模型，利用Matlab软件开发了各部件的仿真模块。用所建模块搭建了某型飞机环控系统的仿真模型，并进行了仿真研究，结果表明本文的仿真模真具有较高的精度。为飞机环控系统的动态仿真提供了新的实现途径，对飞机环境控制系统的设计和优化具有一定的参考意义。     

飞机环控系统建模与换热器参数优化研究

建立了飞机环控系统各主要部件的数学模型和MATLAB仿真模块，在此基础上搭建了某型飞机环控系统的仿真模型，并针对某机型进行了仿真研究。结果表明，模型具有较高的精度。以该系统作为研究对象，以降低系统出口温度为目标函数，从系统角度对换热器流程数和热路流动长度进行了优化。从结果来看，相对于输入参数，换热器的流程数和热路流道长度具有局部最优解，此时压气机、涡轮和换热器之间存在着热量、压力、能量的最优匹配关系。该结论对同类系统的参数确定和优化有一定参考意义。     

飞机燃油系统仿真及有效能分析

以某型飞机燃油系统设计方案为原型,自供能源式供输网络为特色,建立了各主要部件的数学模型,并采用模块化结构的方法,利用Simulink/Matlab建立了各部件的仿真模块,构成仿真系统进行研究。求解了飞机燃油系统5种供油状态下各节点的流量、压力和温度,并分析了部分换热器参数对换热器有效能损失的影响。上述研究为飞机燃油系统的整体建模和仿真提供了新的思路和方法,同时对燃油系统的有效能分析有一定的意义。     

基于Matlab交流异步电机矢量控制系统的仿真建模

在分析交流异步电机数学模型的基础上,提出了交流异步电机控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如电机本体模块、矢量控制模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建交流异步电机控制系统的仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用电流滞环控制。仿真结果证明了该方法的合理性、有效性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

综合数字控制技术在飞机环境控制系统的应用

提出了一套新的综合数字控制硬件和软件解决方案应用于飞机环境控制系统中,以某先进战斗机环境控制系统为例先后进行了计算机仿真设计和原理性验证试验。结果表明,采用模糊控制方法的综合数字控制系统改善了原PID控制系统的性能,具有响应快、稳态精度高等特点,达到了飞机功能子系统的总体设计要求。     

基于虚拟现实环境的飞机显控系统软件仿真

出于三维化仿真飞机显控系统的需要,提出了一种基于虚拟现实环境的软件仿真方案。仿真软件通过采用虚拟面板创建显控系统的主要人机界面,利用Vega Prime虚拟现实开发环境和OpenGL动态纹理技术生成平显视场内的三维场景和动态画面,并运用多线程技术提高软件的实时性。仿真结果表明,该方案可以实现预定的功能,亦符合实时性要求。     

基于Matlab的某型固定翼飞行器飞行仿真系统开发

按照飞行模拟器的要求,建立了飞行仿真系统模型,包括六自由度全量运动方程模块、气动参数模块、发动机模块、起落架模块、环境模块、机体轴合外力/力矩模块等.该系统能够根据驾驶杆的输入,响应飞机当前的状态.用死区定值法解决了六自由度方程奇异点的问题.设计了基于遗传算法的配平方法,使初始飞行状态更接近平衡点.在Simulink环境下实现各模块的功能,进行定常直线、水平盘旋、翻筋斗等仿真实验.结果表明模型的初始状态接近平衡点,计算过程稳定,克服了飞行动力学仿真的奇异值问题,能够真实地反映飞机的实际特性.     

基于NS2的网络控制系统仿真平台的设计与实现

利用网络仿真软件NS2实现真实网络环境的模拟,设计并实现了网络控制系统实时仿真平台。此平台利用Matlab/Simulink实现控制器/被控对象的仿真;利用NS2模拟真实的网络环境;利用Java网络接口模块连接Matlab仿真对象和NS2网络模块。既发挥了NS2的网络仿真优势,又利用了Matlab强大的控制系统仿真功能,很好地实现了对网络控制系统的实时仿真。仿真实验证明此平台可以真实地模拟多种网络环境,并分析了不同的网络环境对系统控制品质和稳定性的影响。     

电梯群控研究及仿真试验台开发

电梯群控系统是将数台电梯统一管理，根据建筑物中的交通状况和相应的服务要求，提高运行性能的控制系统。分析了群控系统功能和特点，设计了系统的软硬件结构，建立了电梯群控系统仿真试验平台。硬件系统采用分布式控制，单梯运行仿真由各自相应的微控制器单元完成，群控及实时运行监控功能采用面向对象技术在工控机上实现，各功能模块之间采用CAN总线通信。该仿真试验台为群控策略研究提供了软硬件平台。     

大型汽轮机的模块化仿真建模

根据对汽轮机这类热力系统部件特点和工质流动网络特征的分析，在ＥＡＳＹ５仿真支撑环境下，建立了大型汽轮机系统的模块化仿真模型。实践表明所采用的系统分解和模块划分方法是处理热力系统仿真中普遍存在的流量压力耦合问题的一条途径。基于该模型的实时仿真系统已在美国某电气公司用于汽轮机控制系统的调试和考核运行。     

基于RTW和VxWorks的飞行控制系统实时仿真

介绍了一种使用Simulink/RTW建模工具和Tornado/VxWorks嵌入式实时操作系统进行飞行控制系统快速原型的方法。首先对一个非线性的纵向短周期运动的飞机模型进行了线性化后的动态逆控制系统的设计。该控制系统满足C^＊准则。然后使用Simulink的模型代码自动生成技术,生成经优化的可直接在VxWorks系统上实时运行的应用程序,并且能够实时监控目标机的运行状态以及对Simulink模型实现在线调参。接着,以Pentium4处理器微机为目标机,在以太局域网的环境中下载可执行模块,实时运行和监控目标机的运行。最后,将实时仿真的结果与Simulink的数字仿真结果进行了对比分析。     

某大型飞机起动过程仿真系统软件设计

起动系统是飞机的核心部分，起动系统正常与否，直接关系到飞机是否能够顺利升空。本文在介绍该飞机一般起动过程仿真系统的基础上，提出了建立该仿真系统的支持软件，同时给出了软件实现的方法及功能模块组成。     

航空升压式空气循环制冷组件动态特性的仿真研究

详细描述了航空升压式空气循环制冷组件的工作原理。建立了该组件中压气机、涡轮、转轴以及中间冷却器的非线性动态模型。根据部件动态特性的不同时间尺度,分别考虑气体的压力、温度以及转轴转速随时间的变化过程。在MATLAB/SIMULINK系统仿真环境下,采用模块化的建模思想开发了该组件的动态仿真工具箱。以某型飞机环境控制系统的升压式空气循环制冷空气循环制冷组件为例,进行了仿真计算并给出系统的稳态结果和动态过程分析。     

变体飞行器变形辅助机动的建模与滑模控制

以伸缩翼变体飞行器为对象,研究了机翼伸缩辅助机动飞行的建模与控制问题。建立了飞行器气动参数与翼展变形率的函数关系,将机翼伸缩视为辅助操纵方式,构建了变形辅助机动的动力学模型。针对飞行器模型高度非线性的特点和机翼伸缩等会引起复合干扰的问题,提出了一种基于反馈线性化的非奇异动态终端滑模控制(non-singular dynamic terminal sliding mode control,NDTSMC)策略,在保证有限时间收敛的基础上,通过对切换信号的积分作用消除抖振,实现对不确定性的抑制。仿真结果表明,非奇异动态终端滑模控制方法能提高变体飞行器的控制精度和鲁棒性能,更好地消除抖振;变形辅助机动的变体飞行器比常规飞行器具有更强的机动性能和抗干扰能力。     

民用飞机高度控制系统MBSE建模方法

针对传统基于文本的系统工程方法中存在设计文档变更难度大、工程模型可读性差、模型复用性不强等问题,提出了基于美国国防部体系架构(department of defense architecture framework,DoDAF)的基于模型的系统工程(model-based systems engineering,MBS...     

基于非线性动态逆滑模的纵向着舰系统设计

通常发生的舰载机进舰着舰事故中,大多数是由于舰载机纵向航迹控制不好导致的。因此,针对着舰过程中的舰载机非线性运动模型,考虑舰尾流扰动的影响,提出了一种基于非线性动态逆的滑模控制方法,应用在纵向着舰系统的3个控制回路的设计中,来解决精确控制飞行轨迹的问题,并进行了航迹纠偏测试。最后,仿真结果表明,所设计的纵向着舰系统具有较强的鲁棒性和快速跟踪性,提高了舰载机着舰航迹精度,减少了下滑轨迹误差,满足了美国海军安全着舰指标要求。     

飞行器栖落机动切换控制设计及其吸引域计算

针对固定翼无人机栖落过程的纵向运动,研究栖落轨迹跟踪控制问题及其相应的吸引域计算方法。首先将飞行器栖落机动过程的动力学模型沿参考轨迹线性化,并建立分段线性切换系统模型。在此基础上,结合最优控制理论与切换系统全局稳定分析方法,设计了栖落轨迹跟踪切换控制律。然后,为确定局部稳定区域从而保证飞行器能在预期时间内准确地栖落在目标区域,设计相应的平方和优化算法,计算了切换控制下的栖落轨迹吸引域。最后,对固定翼飞行器的栖落过程进行了仿真,仿真结果验证了所设计的跟踪控制器的有效性与所计算的吸引域的正确性。     

不确定非线性系统自适应滑模跟踪控制及应用

针对一类非匹配不确定非线性系统,设计了一种高阶鲁棒自适应反推滑模变结构控制方法。在控制器设计中,考虑存在系统建模误差和外界未知干扰,借鉴动态面思想降低控制器复杂性,引入双曲正切函数和抖振衰减因子降低控制输入抖振,设计系统建模误差自适应律增强控制器鲁棒性,并将系统的稳定性证明简化为判断一个n阶对称矩阵的正定性问题。将设计的反推滑模控制器用于F-8飞机纵向机动控制并进行仿真,实现了飞机对指定轨迹的稳定跟踪。     

空基双探测端分布式定位系统的航迹控制

针对空中运动目标参数的实时解算和定位精度问题,基于运动多站无源定位技术,设计了空基分布式定位系统,利用测向交叉定位原理建立了双机协同被动定位模型。模型中完成信息保障任务战斗机的存在使得目标定位误差迅速最小化。通过动态规划法进行双机航迹控制算法设计。使用带有线性策略的共轭梯度法解算信息保障机的最优航迹。仿真表明,该控制算法可以得到信息保障机的最优航迹,双探测端分布式定位系统通过航迹优化,实现了对目标的快速高精度定位。     

超机动飞行自抗扰控制律设计与仿真

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行控制系统的新方法。根据自抗扰控制器可以动态补偿系统模型扰动和外扰的特点,在超机动飞行快回路和慢回路中引入自抗扰控制器,实现了快变量和慢变量的动态解耦控制。直接针对飞机超机动飞行条件下的强耦合、强非线性模型进行控制律设计,符合超机动飞行控制的非线性、模型摄动大、模型不精确等特点,在很大的包线范围内不需要改变控制器的结构和参数,简化了设计过程。大包线范围内的大迎角机动仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性,为解决超机动飞行控制问题提供了一种新的途径。