舰载飞机自动着舰仿真系统建模

舰载飞机自动着舰系统建模是现代航空母舰舰载飞机系统的关键技术之一,是构建舰载飞机着舰仿真系统的核心内容.围绕舰载飞机自动着舰引导和控制结构,分别建立了海浪和航母甲板运动、舰尾流、甲板运动补偿模型和舰载飞机引导控制等关键数学模型;最后采用模块化设计思想,按照舰载飞机着舰仿真系统各部分功能划分了软件模块,定义了各模块输入、输出关系;构建了仿真程序流程,完成了舰载飞机自动着舰仿真系统设计.     

TECS|H_∞控制在无人机纵向着舰中的应用研究

针对无人机纵向自动着舰,运用总能量控制(TECS)的思想建立了无人机纵向自动着舰系统,设计了H∞输出反馈控制器。为了实现对移动目标的跟踪,引入了一种新的着舰导引控制算法,通过对所设计的先锋无人机的纵向自动着舰导引系统仿真表明,通过升降舵和油门的协调控制,实现了速度和航迹的解耦控制,且该设计能满足着舰要求,能有效地抑制舰尾流干扰的影响,具有良好的鲁棒性能。     

基于模糊神经网络的舰载机着舰动作识别方法

舰载机着舰动作识别是评估舰载机飞行员着舰调整技能的前提,对提供着舰训练反馈,提高飞行员着舰技能有重大意义。分析了舰载机着舰调整动作的特点,提出了一种基于模糊神经网络的舰载机着舰识别方法,用于实现小机动动作的识别。并以此为基础,讨论了该模糊神经网络的 Alopex 权值训练算法和识别结果聚类方法,最后利用人在回路的着舰仿真数据和专家识别结果对该算法进行了仿真验证,试验表明文中方法能够有效地实现舰载机着舰动作识别。     

光学导引系统的建模与仿真

在整个定点着舰过程中，飞机着舰下滑阶段的操纵难度和危险系数都是最高的，如何解决光学导引仿真中模型的准确度和视景特效的逼真度。是定点着舰仿真应用的重中之重。为了解决上述问题，根据光学导引秉统成像原理以及飞机、舰之间的几何关系，实时计算光学下滑道，建立了仿真平台的数学模型，并给出了状态方程。在基于VP平台的视景系统中，采用“立体光面”和动态缩放光晕的方法建立菲涅尔助降灯阵和迎角指示器的模型，保证了模拟着舰过程中飞行员视觉的逼真度。以美F-16飞机模型，进行了多次计算机仿真着舰，试验数据表明：在理想条件下光学导引仿真平台模型正确可信，飞行员着舰质量明显提高，能够起到导引着舰的作用。     

基于动态递归神经网络的自动着舰系统设计

为解决舰载机在终端进场过程中受航母运动和舰尾流扰流等不确定性因素影响,很难实现对航迹的精确控制,容易导致舰载机复飞和着舰事故这一问题,基于动态递归神经网络设计了自适应滑模控制器,并将其应用于舰载机纵向自动着舰系统.首先该控制方法采用动态递归神经网络实现未知非线性函数的逼近,可以及时有效地处理终端进场过程中由不确定环境因素引起的偏差扰动,保证舰载机沿理想下滑道安全进场;然后通过滑模面和自适应律的设计保证了控制器的稳定性和鲁棒性.通过仿真结果证明了该设计可以实现对理想下滑道的快速精确跟踪,减小了舰载机着舰偏差,提高了控制精度,最终实现了舰载机安全进场着舰.     

基于M-V舰载机着舰风险的动态决策方法研究

为了降低舰载机着舰风险、提高飞行员和航母舰载机系统的安全性,提出基于均值-方差的舰载机着舰风险评估的动态多属性决策方法.属性值以三角模糊数形式给出,通过可能度和排序公式得到排序向量;依据各时刻排序值对期望排序产生的排序波动,进行条件分析,获得各组方案的排序结果.最后,通过对舰载机着舰风险实例的评测,证实了本文提出的决策方法的可行性.     

自动着舰纵向飞行控制系统操纵性能优化

 自动着舰引导系统能辅助高性能舰载机实现全自动安全、平稳着舰，其飞行控制系统须具备良好操纵性能。基于系统稳定性理论、F/A-18A舰载机测试数据和控制系统时域响应优化方法，提出了一种参数设计方法，“自内向外”逐环优化了自动着舰纵向飞行控制系统参数。仿真验证表明，该系统经参数整定后的指令响应优于F/A-18A的测试结果。     

自动着舰纵向飞行控制系统操纵性能优化

自动着舰引导系统能辅助高性能舰载机实现全自动安全、平稳着舰,其飞行控制系统须具备良好操纵性能。基于系统稳定性理论、F/A-18A舰载机测试数据和控制系统时域响应优化方法,提出了一种参数设计方法,"自内向外"逐环优化了自动着舰纵向飞行控制系统参数。仿真验证表明,该系统经参数整定后的指令响应优于F/A-18A的测试结果。     

非线性奇异摄动系统的二阶滑模控制

根据奇异摄动理论和变结构控制方法，将复杂非线性系统分解为不同时标的降阶子系统，并运用能有效消除抖振的二阶滑模次优控制算法设计各子系统的控制器，实现了不确定复杂系统的无抖振组合控制．利用奇异系统的特点，分别设计快慢子系统的二阶滑模控制器，最后得到了复合控制，实现了整个系统的控制．文中给出了整个系统的稳定性证明，仿真结果证明了所提方法的有效性．     

基于实际行为策略的飞行员着舰模型

从飞行员人工下滑进场着舰过程中操纵舰载机的行为机理出发,建立了基于实际行为策略的飞行员着舰模型.最终动作采用离散动作序列的方式,基于一系列可分割的动作集合对飞行员操纵过程进行描述.在不同着舰环境下,飞行员模型在纵向、横向和油门操纵回路上动态切换操作策略和注意力.采用变分辨率离散化、专注模式协调策略以及误差叠加模型等方法对相应子模块进行建模.此外,模型含有设置不同能力指标和着舰指挥官的接口,用于模拟不同飞行员的行为动作.通过仿真平台对不同等级的飞行员模拟可知,建立的飞行员模型符合实际飞行员的动作机理和特性,能区别不同飞行员在表现水平上的综合差异.     

变结构滑模飞行控制

飞机飞行的范围广泛，复杂，不可能得到精确的飞机数学模型，所以，常规的控制理论应用于飞行控制，效果不佳，模型跟踪变结构控制理论不依赖数学模型，而能对理想模型进行跟踪，使飞机具有良好的性能，本文研究了变结构滑模控制在飞行控制系统的应用，首先，对滑模进行极点配置，使滑模有良好的动态特性，设计了一个比例积分切换超平面，确保消稳态误差，采用饱和控制技术，消除了抖振现象，对系统进行了数字仿真，表明系统不仅实现了无抖模型跟踪，而且具有很中的鲁棒性。     

高超声速飞行器自适应高阶终端滑模控制

针对高超声速飞行器的纵向运动模型,研究了飞行器输出跟踪控制问题,提出了一种将动态逆方法与高阶终端滑模控制相结合的鲁棒自适应控制方法.首先,利用反馈线性化方法对高超声速飞行器纵向模型输入输出线性化;通过设计具有全局鲁棒性的终端滑模面,提高系统的输出收敛速度;同时,采用自适应高阶滑模控制律,在不确定上界未知条件下对其进行自适应估计,从而实现控制器增益的实时在线调整,减少系统抖振;最后,基于Lyapunov理论证明了此控制策略可以保证闭环系统稳定.仿真结果表明,所设计的控制器能够实现高超声速飞行器纵向爬升机动中速度和高度的稳定跟踪控制.     

滑模变结构控制在交流伺服系统中的应用

分析了伺服系统控制过程中存在的问题以及滑模变结构控制的特点,重点阐述了几种集成滑模控制策略。     

一个新混沌系统的滑模控制

研究了一个混沌系统的控制问题,设计了一种滑模变结构控制律,使得该系统状态全局渐近稳定.该控制律对系统的不确定性和外部扰动也具有鲁棒性.仿真结果表明了该方法的有效性.     

线性不确定系统的模糊滑模控制

本文针对一类相坐标表示的线性不确定系统 ,根据滑模控制原理 ,提出一种基于模糊逻辑的滑模控制方法。仿真研究结果表明 ,用此方法设计的系统不但鲁棒性强 ,而且抑制抖振效果显著。     

基于滑模观测器的卫星姿态控制系统滑模容错控制

针对卫星姿态控制系统执行机构故障,设计了基于滑模观测器的滑模容错控制律.采用迭代学习算法在线调节观测器滑模项切换增益,设计滑模观测器估计卫星姿态和角速度.在此基础上,将执行机构故障作为系统的未知动态,提出一种对卫星姿态控制系统执行机构故障不敏感的滑模容错控制方法.该方法利用系统输入和状态信息,结合动力学特性实现未知动态估计,以此设计滑模控制律.通过数字仿真验证了该容错控制方法的有效性.     

磁悬浮系统的反推滑模控制

针对磁悬浮系统的非线性、开环不稳定性,将其模型在平衡点附近线性化,并根据得到的状态方程设计了对系统不确定性具有较强鲁棒性的反推滑模控制器,实现了对磁悬浮系统的闭环稳定控制。在Matlab Simulink仿真环境下建立系统的实时控制框图并通过RTW工具箱生成可执行代码,实现了钢球的悬浮与控制。实验结果表明,所设计的反推滑模控制器能实现钢球的稳定悬浮并具有良好的动态跟踪性能。     

新型Boost逆变器滑模控制策略

提出了一种由双向Boost变换器组成的新型逆变器．该逆变器采用了两组独立对称的双向Boost电路，结合滑模控制策略，实现高性能的交流信号功率放大．给出了电路的工作原理，对新型Boost逆变器拓扑进行了小信号建模和开环分析，并给出了滑模控制方案．滑模控制方案能有效克服系统参变量变化和外部扰动，充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点．最后给出了仿真结果．     

一类混沌系统的自适应滑模变结构控制

从一类更广义的非线性混沌系统出发,以Lorenz系统为例研究了混沌系统的控制问题。设计了一种自适应滑模变结构控制律,用该控制律,即使系统存在输入饱和及外部扰动,也可以将混沌系统的状态渐近稳定到任意指定平衡点。数字仿真表明,其控制效果极好。