数字多模式电操纵飞行控制系统设计

一、引 言 由于数字计算机的可重复性、灵活性和多用性,使用数字技术实现原来的电操纵飞行控制系统越来越有吸引力。这种方法最近几年用战斗机进行了飞行试验的模拟式电操纵飞行控制系统的一种逻辑扩展。全数字飞行控制系统的几个主要优点是:     

德尔它运载器数字控制系统的研制

本文介绍了为NASA德尔它运载器研制数字飞行控制系统所采用的方法。在本文讨论的德尔它运载器数字控制系统中,两个控制级仅用一个敏感器。这种敏感器既可用来作为姿态基准,又可给出稳定飞行用的角速率信息。在采用单敏感器条件下通过综合数字滤波器来提供适当的稳定裕度。本文也介绍了从提出系统技术要求到进行飞行计划的研制过程。     

自旋弹道导弹模型及运动特性分析

自旋是弹道导弹的一种新的突防手段,在助推段进行滚动飞行,可以减少强激光照射的驻留时间,有效对抗激光反导。但是导弹自旋会导致控制耦合、惯性耦合和气动耦合,而且会随着滚速的增加,耦合增强,俯仰和偏航通道的相互干扰会对自旋稳定飞行产生较大的影响。开展了这方面的初步研究,建立了自旋弹道导弹模型,通过时域的仿真初步分析了弹道导弹低滚速的滚动飞行特性,得到了有益的结论。     

基于模型参考滑模控制的飞行器姿态控制

研究了空间飞行器大角度机动飞行的变结构姿态控制.采用参考模型的方法设计滑模控制律,首先应用误差四元数来描述参考模型姿态运动,设计符合姿态控制要求的参考模型控制量.在此基础上,应用滑模变结构控制理论设计系统控制量,能使得系统状态跟踪参考模型又能快速趋近滑动面,有效缩短了变结构控制系统中趋近过程,从而提高了变结构控制律的品质.数字仿真结果表明了该控制算法的有效性.     

基于面向对象技术的飞行控制系统仿真框架

在传统的飞行控制系统仿真方法的基础上,提出了一种结合Simulink模型的面向对象飞行控制系统仿真方法。讨论了面向对象软件设计技术在飞行控制系统仿真软件框架设计中的应用。给出了Simulink模型解析器的设计思路以及控制模块的排序算法。使用这种方法,结合Simulink的强大的图形化建模能力,实现了对飞行控制系统的可视化建模和高效率、易维护、可扩展的通用仿真。     

模拟器在飞行控制系统开发中的应用

现代飞机的设计要求使用高增稳的飞行控制系统,对此需要进行飞行员在环测试以解决关键的设计问题。给出地面模拟和空中模拟演变的历史背景及其在飞行控制系统开发中使用的方式,并对各种模拟的优缺点加以讨论。推荐在飞行控制系统的设计开发过程中对地面和空中模拟互补使用,以便更好的对人机闭环的飞行品质加以评估。     

三轴电动飞行转台控制系统工程设计与实现

介绍了三轴电动飞行转台控制系统的总体设计，从控制系统的伺服原理方案出发，详细的介绍了三轴电动飞行转台控制系统的硬件和软件的工程实现。系统采用集散式（DCS）总体控制，以上、下位机形成两级控制结构，实现系统的分散直接控制和集，综合监控管理功能。采用了脉冲调宽功放装置(PWM)，直流力矩马达直接驱动转台框架的数字伺服调速体制。     

基于鲁棒观测器结构的直升机飞控系统设计

针对直升机复杂的动力学特性和日益严格的操纵品质要求,应用二自由度H∞回路成形法设计了直升机鲁棒飞行控制系统。该方法有效地将定量操纵品质指标结合到设计中,使控制系统能同时满足性能及稳定鲁棒性的要求,而且还具有明确的观测器加状态反馈控制结构,便于进行增益调节以实现大飞行包线控制。最后以某型直升机为设计对象,在典型的飞行状态点各自设计了鲁棒控制器,并进行了大飞行包线仿真验证,取得了满意的仿真结果,证明了该方法的有效性。     

旋转反坦克导弹制导系统精度改进研究

为了解决某反坦克导弹续航段长时间偏离在瞄准线右侧飞行的问题,从分析导弹的频域特性和制导控制系统参数出发,研究问题发生的机理,引入非线性控制方法,在频域范围内对制导回路的纵向和横向通道校正环节及参数进行改进设计,用数字仿真验证改进的有效性。仿真结果表明,改进后的导弹性能,满足战绩使用要求。     

直升机飞行控制三维动画仿真平台设计与实现

为了更好地分析和设计直升机飞行控制系统,开发了直升机飞行控制三维动画仿真平台.该平台适用于采用内外回路方法设计的飞行控制系统,可以载入和显示各种控制器、直升机模型,并用数字、曲线和三维动画显示仿真结果.本仿真平台利用Visual C++6.0编写软件主界面,MATLAB引擎提供后台计算服务,Direct3D实现实时动画显示,实现了三者接口平滑、无缝的互连.以UH-60A黑鹰直升机飞行控制系统的设计仿真为例,验证了此仿真平台的可行性.     

弹道导弹被动段雷达截面积仿真计算研究

为计算弹道导弹被动段的雷达截面积,根据其被动段飞行的运动学特性,利用椭圆弹道理论仿真计算出了导弹被动段飞行弹道,同时在大地直角坐标系中通过解算雷达、导弹与地心的空间几何关系,求得导弹的实时视角值。结合导弹的几何尺寸特征,利用高频区理论计算方法计算出弹道导弹被动段飞行时的实时雷达截面积值。对研究弹道导弹的防御和突防具有重要的理论意义和参考价值。     

HLA架构下数值仿真与视景仿真集成方法的研究

以国产CZ系列运载火箭为研究对象,开发了基于HLA体系架构的全数字飞行仿真系统.通过建立运载火箭控制系统的数值仿真模型,围绕"模型实时驱动"这一核心功能设计了运载火箭全数字飞行仿真系统的框架结构并对其实现方法进行了描述,开发了Matlab-RTI中间件和OGRE- RTI适配器,较好地解决了数值仿真与视景仿真在HLA体系中的集成并保证了系统的实时性.应用集成方法完成的火箭飞行仿真系统已应用于西昌卫星发射中心的测发训练中,取得了较好的应用效果.     

基于GA优化的质量矩拦截弹模糊滑模姿态控制

质量矩控制是一种全新的飞行控制方法,与广泛应用的空气动力控制相比,可以避免飞行器在超高马赫数飞行时舵面的气动加热问题,而且,可以提高飞行器的机动性、敏捷性和制导控制精度。以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,利用滑模控制设计了拦截弹飞行时的姿态控制系统,提出采用模糊逻辑算法抑制系统抖振的同时,把控制系统的多个设计目标转化为不等式约束,采用遗传算法优化控制参数,控制系统性能满足设计要求。仿真结果验证了这种方法的有效性。     

一类非脆弱μ综合鲁棒飞行控制设计与仿真研究

为了解决在被控对象和控制器同时摄动时飞行控制系统的设计问题,提出了非脆弱μ综合鲁棒控制系统设计方法。通过数学模型的转换,将控制器的摄动转化为被控对象的摄动,解决了一类常规的鲁棒飞行控制性能设计不能保证控制器摄动时系统具有较好性能的问题。以某推力矢量飞机侧向运动为例,对其进行了非脆弱μ综合设计并做了数字仿真。仿真结果表明,本文提出的方法具有良好的鲁棒性和可行性。     

具有伪控制补偿的自适应动态逆控制系统设计与仿真

论述了基于伪控制补偿解决自适应控制中作动器饱和问题的方法。基本控制律采用非线性动态逆方法设计，神经网络用于对逆误差进行重构。伪控制补偿消除作动器和自适应单元之间的交互影响。通过在超机动飞行控制的应用仿真表明，该控制方案弥补了动态逆要求精确数学模型的缺点，消除了作动器饱和对自适应单元的影响，提高了整个控制系统的鲁棒性。     

美国防部对弹道导弹计划进行审查

美国防部将对弹道导弹防御计划进行为期四个月的研究工作:评定陆军弹道导弹防御计划的技术,审查系统总体问题,研究在保卫洲际弹道导弹、轰炸机基地和指挥控制通讯中心中的应用。 这项研究工作恰逢里根政府要求国会在已批准的1981财年的二亿七千三百六十万美元的经费上再追加三千九百万美元的时候。国防部还想为1982财年另争取九千二百万美元,这样,1982财年总的经费就是四亿五千万美元。 国防部一位高级官员说:“这正是深入研     

逆轨拦截战术弹道导弹的分析

建立了拦截战术弹道导弹的攻防仿真模型,应用最优控制理论导出二次型性能指标下的最优（逆轨拦截）制导律,数字仿真证明该制导律能满足逆轨拦截弹道导弹的要求,逆轨拦截轨道具有“Ｓ”形弹道特性。还计算了拦截弹的可用发射区,分析了反导阵地的部署和火力组网等问题。     

基于机翼非水平转弯投弹攻击的综合飞行／火力控制系统的建模？…

在文献「２,３,４」基础上建立了机翼非水平转弯投弹火力控制模型和综合飞行／火力耦合控制器模型,在五自由度飞机方程和控制增稳模型条件下仿真综合飞行／火力控制系统,结果表明,该模型可以实现机翼非水平转弯投弹改击方式,并满足ＩＦＦＣ系统性能要求。     

无人飞行器分布式控制系统集成新技术

无人飞行器（UAV－Unmanned Aerial Vehicles）自主飞行控制系统是一复杂控制系统，需要集成新的控制算法与各种不同组件技术和资源。来自不同类型硬件平台的组件，可能由不同的操作系统支持。分布在不同环境的组件能灵活配置和集成，使系统对环境变化和／或没预测到的事件能够快速响应，实现UAV在线重配和自适应能力。软件技术的最新进展可使飞行控制系统设计发生革命性变化。本文着重介绍一种用于UAV飞控系统集成的全新的开放控制平台（OCP－Open Control Platform），在介绍第一个OCP应用原型后，给出了下一步要做的工作。     

数字制导和控制自动驾驶仪的设计

数字硬件的小型化、有效性和价格低廉已经使自动寻的反坦克导弹的数字自动驾驶仪组件在尺寸和价格方面能够同现有的模拟控制器件相比拟。本文讨论根据现行的采样数据技术和方法研制的数字制导和控制自动驾驶仪的设计、实现和验证。人们认为这种控制器已达到现代技术水平,其工作性能相当于或优于模拟式的,并且已经在小型寻的反坦克导弹上实际飞行过。控制器能实现姿态稳定和陀螺滤波等典型飞行控制自动驾驶仪功能,还能对作动器进行控制、对导引头信号进行滤波和对制导进行修整。数字制导和控制自动驾驶促使用激光导引头,自动追踪和命中目标,无需操作手干予制导。