基于非线性模型的飞机自动着陆模糊控制系统设计

将非线性控制方法与模糊控制方法相结合对飞机自动着陆系统进行了设计，首先，对飞机纵向运动的非线性模型进行输入输出反馈线性化，将其等效为一个三阶线性系统，并同时实现了解耦，在此基础上，结合带优化修正函数的模糊控制规则自调整方法对变换后的三阶线性系统进行设计，最后，考虑参数摄动，对所设计的飞机自动着陆控制系统进行了数字仿真，仿真结果表明，该控制系统能有效抑制系统内部参数摄动对系统输出产生的不良影响。     

在复杂大气条件下的飞机自动着陆控制器设计与仿真

对飞机整个自动着陆过程的控制进行了设计,主要采用逆系统方法设计控制律,并用神经网络对控制律进行了鲁棒补偿,神经网络的学习规则为带有死区的关于神经网络灵敏度的线性函数。对于在自动着陆过程中可能遇到的紊流和风切变等几种典型大气情况进行了分析,并将所设计的着陆控制律在上述复杂大气条件下进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的自动着陆系统对复杂大气条件具有鲁棒性,着陆过程中实际飞行高度与期望飞行高度的误差在合理的范围之内。     

STPA在进近着陆飞行安全分析中的研究及应用

基于系统理论,把飞机进近着陆阶段不安全事件发生当作系统的涌现特性,将其安全问题当作控制问题,本文采用系统理论过程分析(system theoretic process analysis, STPA)方法进行进近着陆阶段的安全性分析,明确了这一阶段的不安全控制行为,剖析了产生不安全控制行为的主动控制致因因素和反馈致因因素.以飞行员提供不正确的进近着陆高度,速度,下滑角的不安全控制行为(UCA1)为例,剖析其具体的致因因素;最后,在构建飞机进近着陆过程简化的运动学计算框架基础上,对进近着陆过程进行运动学计算分析.对不安全控制行为1 (UCA1)作具体解算和分析,开展了基于STPA的定量安全性分析,表明STPA方法在进近着陆阶段安全性分析是有效的.     

反馈线性化与滑模控制方法在汽车AMT中的应用

以汽车机械式自动变速系统(AMT)的离合器接合过程为研究对象,建立起离合器动力学系统与控制系统的数学模型,进一步应用基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统等价为完全可控线性系统,然后设计了滑模控制器。仿真结果表明,该方法比传统PID控制具有更高的跟踪精度,更快的响应速度,更强的抗干扰能力。     

灰色非线性增量动态模型在农药残留量模拟中的应用

提出灰色高阶增量 GMS ( m ,1)动态模型及参数反馈辨识方法 ;构建出灰色非线性 L M ( m ,1)、LE ( m,1)及 LLM ( m,1)模型 ,能有效模拟农药残留等振荡或涨落衰减离散动态时间序列的非线性变化规律 .应用本文模型对代森锰锌在西红柿中的消解残留量模拟 ,复相关系数 R2≈ 1,平均误差率δ<0 .14 ;对氯氰菊脂在小白菜上的残留量模拟 ,R2 >0 .9989,δ<9.19 .模拟优度、精度明显优于若干新方法 [3 ,4] .为非线性离散动态过程建模、控制、预测提供了新的有效规范方法 ,亦可为非线性动力学研究提供新的建模思路 ,在生态、生物等自然科学及社会科学中具有广泛适用性与应用前景.     

模糊控制技术在自动着舰控制系统中的应用

纵向引导控制律是舰载飞机自动着舰控制系统的核心。舰载飞机着舰环境存在极大的随机性,舰尾流和航母运动不断变化,传统PID纵向引导控制器因其控制器参数固定不变而缺乏灵活性和精确性。在传统的舰载飞机自动着舰PID控制器中引入模糊控制模块,构造模糊PID控制器,并依据飞行控制工程专家的经验构建模糊规则,可实现根据系统状况对控制器的参数进行在线最优调节。与传统PID控制器相比,可极大地提高舰载飞机着舰飞行轨迹精度,也一定程度改善了着舰飞行控制系统的鲁棒性。以F/A-18A为例进行自动着舰飞行仿真,结果表明应用模糊控制技术可以减小着舰误差,提高着舰品质。     

基因表达式编程在组合预测建模中的应用

介绍一种利用基因表达式编程的方法来自动生成非线性函数的组合预测模型,并进行误差估计分析, 改变过去只依靠各个子方法的简单线性相加,不能很好地反映非线性真实世界的传统组合预测建模方法.通过对我国CPI的真实历史数据验证, 验证结果表明: 与传统的ARIMA,灰色GM(1,1), BP神经网络和线性组合预测四种方法对比,基因表达式编程建立的组合预测模型所预测的数据准确度明显提高.     

基因表达式程序设计在复杂函数自动建模中的应用

基因表达式程序设计是一种新的自适应演化算法，该算法已经应用到许多领域中，并且取得了起好的效果。通过对适应度函数的有效设计以及函数集的有效选取，引入新的常数创建方法。将基因表达式程序设计运用于复杂函数的自动建模中，并把所建立的模型用于预测分析。通过仿真实验表明：用此方法所建立的模型比传统的最小二乘法、神经网络以及遗传程序设计等方法具有更好的性能。最后对该算法的应用前景作了简要分析。     

H∞理论在BTT导弹自动驾驶仪设计中的应用

研究了H∞控制理论在BTT导弹自动驾驶仪设计中的应用,重点讨论了广义被控对象模型的建立,以及权函数的选取原则。首先建立俯仰独立、滚转偏航耦合的BTT导弹数学模型,通过分析BTT导弹设计需求,选择权函数,建立起H∞控制BTT自动驾驶仪结构模型,并用H∞方法设计了BTT导弹俯仰通道和侧向通道的自动驾驶仪。     

现代控制理论在BTT导弹自动驾驶仪设计中的应用

本文应用现代控制理论的状态空间技术进行倾斜-转弯导弹自动驾驶仪设计方法的研究。该方法能够适应俯仰轴和偏航轴之间的陀螺仪和科里奥利交叉耦合。交叉耦合是由可能出现的高滚动角速度引起的。在设计中,可假定滚动角速度是常数,但不是零,这样的自动驾驶仪结构,其俯仰和偏航通道之间的交叉耦合取决于滚动角速度。自动驾驶仪增益也可预定为动压的函数。具有固定增益的降阶广义卡尔曼滤波器可用于估算执行机构的状态和指令加速度。按照这种方法设计的自动驾驶仪的性能,可用典型的高性能战术导弹动力学通过六自由度仿真来评估。从小的脱靶量和侧滑角来看,所获得的性能是优良的。     

基于演化神经网络的飞机自动着陆自适应逆设计

应用基于演化神经网络的自适应逆方法对飞机纵向自动着陆控制系统进行了设计与研究。首先,提出了逆控制器的结构,并将演化神经网络用于自适应逆控制的学习过程。然后用神经网络自适应逆控制方法对飞机自动着陆系统进行设计,最后,对所设计的控制系统做了数字仿真研究。结果表明,所设计的自动着陆控制系统具有良好的可行性和鲁棒性。     

基于甲板运动预报的自动着舰系统综合设计

由海浪引起的甲板运动造成理想着舰点的位置变化严重威胁着着舰安全,为了提高舰载机着舰精度且避免与甲板的剧烈碰撞,必须实现舰载机与甲板的同步运动。采用改进的LQR方法设计的自动着舰系统本身存在着超调和相位滞后。利用闭环系统的频域特性,采用甲板运动预报和补偿技术将预报信息补偿至自动着舰系统,能够有效地抑制超调并消除延迟,实现了舰载机对甲板运动的精确跟踪,提高了舰载机着舰的准确性和安全性。     

大气扰动及其对无人机自动着陆影响仿真研究

基于流体动力学原理,建立三维非对称微下击暴流模型,同时耦合vor karman湍流模型,对1982年7月9日美国新奥尔良微下击暴流案例进行了仿真模拟,并与多普勒雷达资料进行了对比.在其基础上,利用Matlab/Simulink仿真工具,针对某型无人机,建立了非线性六自由度飞行模型和自动着陆控制系统,并在大气扰动条件下,对该无人机的自动着陆过程进行了飞行仿真.仿真结果表明:所构建的微下击暴流模型简捷可靠,可有效反映真实案例的基本风场结构;作为大气扰动的主要形式,微下击暴流、湍流耦合效应对于无人机自动着陆任务的完成具有较大的影响.     

基于组合非线性反馈机器人控制吸引域评估

在机器人的关节空间轨迹控制跟踪控制中,全局渐近的控制方法在存在驱动器饱和与摩擦扰动时,很难得到理想的控制效果.针对组合非线性反馈与计算力矩相结合的控制方法,研究了机器人驱动器存在输入限制时的吸引域评估方法.用Ricatti方程迭代法设计线性增益,以获得尽量大的吸引域,仿真结果证明了所提方法的有效性.     

Proteus软件在自动控制系统仿真中的应用

基于Proteus强大的微处理器仿真功能和丰富的元件仿真模型,提出了新的用于自动控制系统的仿真方法。例程中使用常用的AT89C52芯片作为微处理器,再加上外围电路设计了PID控制电路仿真原理图,用C语言编程后进行了详尽的系统仿真试验,可以直观地观测到系统仿真的控制效果。这种基于Proteus软件的仿真方法在自动控制系统的教学演示和实际设计等方面中具有很大的辅助作用。     

Composite nonlinear feedback control for output regulation problem of linear discrete-time systems with input saturation

Transient performance for output regulation problems of linear discrete-time systems with input saturation is addressed by using the composite nonlinear feedback（CNF） control technique. The regulator is designed to be an additive combination of a linear regulator part and a nonlinear feedback part. The linear regulator part solves the regulation problem independently which produces a quick output response but large oscillations. The nonlinear feedback part with well-tuned parameters is introduced to improve the transient performance by smoothing the oscillatory convergence. It is shown that the introduction of the nonlinear feedback part does not change the solvability conditions of the linear discrete-time output regulation problem. The effectiveness of transient improvement is illustrated by a numeric example.