网络控制系统的分析与硬件在线仿真

网络控制系统(NCS)是一种新型计算机控制系统,通过工业网络实现控制单元之间的数据交换,但这也给控制系统带来了时延等问题.在分析两种常见工业网络的时延特点之后,介绍了硬件在线仿真平台的构建,提出了理论与硬件在线仿真相结合的设计方法,即用平均时延对系统进行理论设计,再在硬件在线仿真平台上进行仿真和参数选择.某二阶系统的设计与仿真过程,说明了该设计方法的有效性.     

基于H∞最优控制理论的高超声速飞机纵向逆控制

针对高超声速飞机复杂的气动特性以及不确定的非线性模型,提出了基于H∞最优控制理论的逆控制方法。该方法将H∞最优控制的鲁棒性能与动态逆控制的非线性解耦控制能力有机结合,能够在复杂的飞行条件下,实现对高超声速飞机高度非线性解耦控制;同时还能抑制模型参数变化的扰动,从而确保了高超声速飞机的纵向稳定性,改善了其纵向模态的飞行品质。通过仿真实验验证了该控制方法的有效性。     

基于神经网络动态优化的再入轨迹设计

为解决当飞行器出现破损以及飞行器受干扰时的轨迹优化问题,新一代的再入式飞行器需要有实时在线轨迹优化的能力。神经网络动态优化算法(neural dynamic optimization,NDO)的主要特点是能使神经网络逼近最优解。神经网络动态优化算法可以避免传统的间接法在求解轨迹优化问题时协态变量初值猜测问题。给出了神经网络动态优化的原理,详细介绍了优化流程。仿真结果表明神经网络动态优化算法可以很好的避免协态变量初值猜测问题,具有较强的鲁棒性,能满足实时性要求。     

一种基于Web的三维实时显示飞行仿真的实现方法

提出了使用ActiveX控件技术实现基于Web的三维实时显示飞行仿真的实现方法。以无人机的三维实时仿真为例 ,分析了基于Web的三维实时显示飞行仿真软件的开发过程中三维模型的建立、网络通信、虚拟场景漫游等环节的关键技术 ,并给出相应的解决方法。通过实验 ,证明了这种方法是可行的     

伸缩翼飞机变形飞行的建模与滑模变增益控制

研究了伸缩翼飞机变形飞行过程的动力学建模与鲁棒控制问题,以分析机翼变形对飞机性能的影响机理,并实现机翼变形时的平稳飞行。首先通过气动仿真分析构建了伸缩翼飞机气动参数与机翼变形的关联函数,进而建立了变形飞行的动力学模型。在此基础上提出了一种新的滑模变增益控制(sliding mode gain scheduled control,SMGSC)策略,更好地保证闭环系统的全局稳定和鲁棒性能。仿真结果表明,机翼伸缩能直接改变飞机的气动特性和运动模态;SMGSC能更好地保持伸缩翼飞机变形飞行时的状态稳定,并消除复合干扰的影响;伸缩翼飞机通过机翼变形可以减少50%的燃油消耗实现同样的飞行任务,具有重要的性能优势。     

变质量分布硬式加油管建模与反演自适应控制

硬式加油技术适合给大型飞机加油,能与软式加油形成功能互补。研制硬式加油技术,需要解决伸缩管动力学建模与控制问题。在加油机定直平飞的前提下,建立了考虑伸缩管质量分布变化与气动参数不确定性的动力学模型。将不确定性视为复合扰动,采用反馈线性化实现标称系统的解耦,并分别为俯仰与滚转子系统设计了非线性干扰观测器与反演自适应控制器。仿真结果表明,复合控制器在多种不确定性条件下能达到一致的控制效果,控制性能优于常规增稳控制系统。     

PSO算法用于导弹鲁棒控制器性能权函数优化

摘要： 在导弹1综合鲁棒控制器的设计中,性能权函数的设计通常只能采用尝试和仿真迭代方法. 这种设计方法繁琐费时,控制性能不确定. 该文采用粒子群优化(particle swarm optimization , PSO)算法自动设计性能权函数. 分析了性能权函数各项系数对闭环响应的影响,设计了PSO优化算法的各项参数,并对PSO算法和1控制进行综合设计. 仿真结果表明,采用优化后性能权函数获得的1控制器性能良好,性能指标函数具有较好的收敛特性,表明了该方法的有效性.     

基于SOA理论的多体系统动力学广义质量建模

为了提高多体系统动力学广义质量建模效率,运用空间算子代数(spatial operator algebra,SOA)理论,在计算机符号演算软件Mathematica6.0的环境下,对广义质量进行高效率递推设计与实现.采用SOA空间递推方式,形成了广义质量的高效递推算法.运用VB.NET编程软件实现与Mathematica6.0软件无缝集成,对多体系统动力学广义质量进行建模分析,给出了实施过程.结合实例对PUMA560机器人进行了广义质量设计,并与结果进行了对比,通过算例验证了程序建模的正确性和高效性.     

基于虚拟结构的分布式编队控制方法

提出一种用于编队机动运动控制的分布式编队控制方法。以虚拟结构为框架,在编队控制算法里加入队形反馈,邻近的分散编队控制器之间进行通信和协调,使得编队控制器既能控制编队机动运动速度,又能在编队机动过程中较好地维持队形。证明了该编队控制方法的收敛性。对有控制输入饱和约束的机器人组成的编队进行仿真,验证了该方法的有效性。     

高超音速飞机模型的仿真研究

为了掌握高超音速飞机复杂的动态特性,提出了一种研究高超音速飞机模型的新方法.该方法采用MATLAB插值函数和S函数分别估算和建立高超音速飞机的气动参数及其六自由度的微分方程组,并在不同高度和速度下计算飞行的平衡点,然后通过比较平衡条件与约束条件,近似得到了整个飞行过程的飞行包线.仿真研究表明,该方法适合用在高超音速飞机模型上,仿真结果与期望要求相符合.