高超声速飞行器再入段的动力学建模与仿真

高超声速飞行器的动力学建模对于进行控制系统的设计和仿真来说是非常重要的.与传统的飞行器相比,由于其飞行的速度和高度跨度大、变化快,高超声速飞行器的飞行动力学特性相当复杂.为了研究高超声速飞行器的一些本质的动力学特性,选择再入段进行分析,建立了再入段的高超声速动力学模型.利用风洞实验数据,建立了空气动力学数据库,并且对模型进行了不确定性分析.在模型的基础上,讨论了高超声速飞行器再入段的控制系统的设计方法.最后,在MATLAB/SIMULNK中进行了控制系统仿真,仿真结果表明在60公里到着陆点控制系统能够很好地控制动力学模型跟踪制导指令.     

大系统理论体系下的飞行器多学科设计优化方法

阐述了飞行器多学科设计优化方法与大系统理论的关系.在大系统理论体系下根据不同的分类原则和系统的特点将系统逐层分解分类,同时依据大系统理论的分解协调法对现有飞行器多学科设计方法进行了分类,阐明了每种算法的理论背景和适用范围.飞行器设计系统是典型的工程大系统,同时飞行器多学科设计优化方法是以大系统理论为基础的,因此要在研究飞行器多学科设计优化的同时对大系统理论方法进行研究,推动多学科设计优化的发展.     

高超声速飞行器制导控制系统性能评估

在高超声速飞行器制导控制系统的性能评估中,由于影响其性能的因素众多,需要大量的仿真试验才能获得准确的评估结果,评估效率低。针对此类问题,提出了一种适用于高超声速飞行器制导控制系统的性能评估方法。首先,建立了包含制导控制规律的闭环飞行器模型,并对飞行器运动特点及对性能产生影响的因素进行分析;其次,挑选主要影响因素为试验因子,基于优化拉丁超立方试验设计方法在采样空间中采样获取试验方案;然后,结合仿真数据,从定性、定量角度得出评估结论;最后,采用评估示例验证了提出的方法有效且在飞行器制导控制系统性能评估中的应用是可行的。     

系统仿真技术在某飞行器侧向回路稳定性分析中的应用

系统仿真技术在辅助控制系统模型的建立、控制器的设计以及控制系统的分析中发挥着至关重要的作用。本文主要讨论了系统仿真技术在某飞行器侧向回路非线性模型的简化及其稳定性分析中的应用。利用简化模型得到了一组预测飞行器侧向回路极限环的解析计算公式，并结合实例利用仿真技术对所得结论进行验证。     

高超声速飞行器动态面控制系统设计与仿真

针对高超声速飞行器飞行高度和飞行马赫数变化范围大,其数学模型具有严重非线性、不稳定性、多变量耦合以及不确定的空气动力学参数等特点,提出了动态面控制方法为其设计飞行控制系统。该方法通过构造动态面变量并根据能达条件,来设计中间的虚拟控制信号和最终的控制信号。通过在控制律设计过程中增加一阶动态滤波器,避免了设计过程中对非线性虚拟控制信号的微分,大大减少了控制律的计算量。并以某常规高超声速飞行器纵向模型为对象进行仿真。仿真研究表明该控制方法较好的实现了高超声速飞行器对指令信号的跟踪。     

面向对象的飞行器仿真综述

面向对象仿真是当前仿真研究领域最为引人关注的研究方向之一,本文综述了面向对象的飞行器仿真研究。首先阐述了面向对象仿真的概念,分析了飞行器仿真研究的内容及其面临的问题。尔后从设计开发通用仿真类库、发动机仿真、科学工程计算、控制系统仿真、飞行仿真以及飞行器系统仿真等六个方面综述了面向对象技术在飞行器仿真中的应用。最后对面向对象的飞行器仿真的发展前景做了初步展望。     

横列式双旋翼矢量飞行器的改进ADRC姿态控制算法

横列式双旋翼矢量飞行器具备飞行时间长、风阻小、机动性强等优点, 但其机械结构复杂, 状态之间耦合严重, 抗干扰能力弱。针对其控制特性提出一种基于改进自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)的姿态抗干扰解耦控制算法, 该算法利用扩张状态观测器(extended state observer, ESO)实现姿态干扰和状态间耦合项的跟踪和估计, 将非线性多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统转化成线性单输入单输出(single input single output, SISO)系统, 采用改进的粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)对姿态控制系统进行参数优化。通过仿真结果验证了该算法具备良好的抗干扰能力,并设计了实际的飞行控制系统, 进行了飞行器的悬停试验, 实现了稳定悬停。     

飞行器的多学科分析与计算机仿真

综合运用计算机软件对飞行器进行结构设计和多学科仿真分析，用来预测飞行器的结构力学，热力学，空气动力学，飞行控制等诸方面的特性及其相互之间的关系，文中介绍了编制的有关人机界面，数据转换程序，以及飞行器建模和仿真过程，并通过对某超音速飞行器的仿真计算给出了建模和多学科仿真分析的实例，利用多学科计算机仿真分析可以对飞行器进行优化设计。     

舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统研究

同时考虑硬件设计、算法研究、软件实现三个方面,成功高效地设计了一个舰船红外成像目标实时识别与跟踪系统。硬件上采用主从式结构,主机为控制计算机,从机为TMS320C6201芯片及其外围电路构成的图像处理系统。算法研究尽量实用化,提出了一种新的目标识别和跟踪算法。软件实现时,基于硬件和软件采取了许多优化措施。该系统已成功应用于光电干扰效果评定实验中。     

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。     

飞行器机动飞行分布式仿真系统研究

提出了一种基于普通以太网TCP／IP技术的飞行器机动飞行分布式仿真系统的设计方案。仿真系统由五个仿真节点构成，主要用于研究和验证综合信总支持下飞行器机动飞行的制导和控制等问题，以及相应信息链路关系的论证，并借助可视化仿真技术将仿真结果实时的显示出来。分析了仿真系统中仿真管理、仿真同步、飞行器机动模型的应用、实对的仿真可视化显示等关键技术，给出了相应的设计思路和基本的实现途径。最后给出了仿真系统实现的部分结果。     

一类C3I系统仿真试验床的设计

研究了一类C3I (command,control,communication,and information)系统的构建问题。介 绍了目前较为通用的顶层设计原则和设计方法。在搭建的一类C3I系统平台上,研究了系统的飞行器模拟器节 点的特点及其功能。最后给出了仿真实例曲线图。     

Unpower aerocraft augmented state feedback tracking guaranteed cost control

Aimed at designing the unpower aerocraft attitude control system in a simple and practical way, the guaranteed cost control is adopted. To eliminate the steady-error, a novel tracking control approach--augmented state feedback tracking guaranteed cost control is proposed. Firstly, the unpower aerocraft is modeled as a linear system with norm bounded parameter uncertain, then the linear matrix inequality based state feedback guaranteed cost control law is combined with the augmented state feedback tracking control from a new point of view. The sufficient condition of the existence of the augmented state feedback tracking guaranteed cost control is derived and converted to the feasible problem of the linear matrix inequality. Finally, the proposed approach is applied to a specified unpower aerocraft. The six dimensions of freedom simulation results show that the proposed approach is effective and feasible.     

引信全电子安全系统程序控制组件设计

全电子安全系统是引信设计的发展方向,程序控制组件是实现引信安全控制的重要部件.介绍了一种引信全电子安全系统程序控制组件的技术要求、基本功能和工作顺序及原理,提出了提高系统可靠性的电路模式和设计原则,同时对程序控制组件的软件设计方法进行了介绍.采用先进的在系统可编程器件,实现系统逻辑功能的集成化、小型化,且具有易于功能扩展、设计升级等优点.     

视频图像采集系统的设计与实现

阐述了一个新颖的、较为通用的视频信号采集系统软硬件设计原理.本系统采用EPLD芯片完成了以前需要多个分立芯片才能完成的采集控制电路,简化了电路设计,便于调试.系统中采用锁相环路控制视频同步.还详细介绍了EPLD程序的设计方法及流程.     

某卫星电源系统仿真试验台的研制

为验证和考核某卫星电源系统故障诊断专家系统的可行性和正确性，根据电源系统的工作原理，研制和开发了电源系统仿真试验台。以太阳能电池阵为例，说明系统的硬件模拟电路的设计方法，并给出了单片机系统的硬件接口和软件设计方法，简述了上位机的软件结构组成。该试验台利用成熟的电路、单片机和数字仿真技术，有效的实现了设计简单化、功能完整化。     

空空导弹飞控软件实时仿真系统研究

飞控软件仿真技术已经成为现代化数字空空导弹研制的关键,如何对飞控软件进行验证是空空导弹研制的重点。分析了空空导弹飞控软件实时仿真系统实现的关键技术,建立Windows XP RTX实时操作系统平台和DSP嵌入式飞控软件调试系统,利用双口RAM实现数据交互,并采用外部硬件中断源协调各功能模块。以此为基础,设计了一套飞控软件仿真系统,联调测试表明,该仿真系统很好地解决了飞控软件的动态实时仿真问题。     

空间绳系机器人释放动力学与控制仿真研究

空间绳系机器人作为一种新型空间飞行器,为近距离目标捕获提供了一种全新的捕获方式。作为关键技术之一的空间绳系机器人释放动力学与控制目前尚未引起广泛关注。通过建立空间绳系机器人释放动力学模型,研究了绳系机器人稳定释放的控制技术。对非线性释放动力学模型全局反馈线性化,设计了绳系机器人释放的主动学习控制器,控制器根据规则在线学习自整定控制器参数,使绳系机器人沿切向稳定快速释放,解决了绳系机器人沿切向释放不稳定的问题。机器人作为一个独立的控制系统,可完成沿任意方向的释放。数字仿真验证了机器人能够满足释放过程中对主动控制律的要求,说明稳定释放控制策略的有效性。     

一种基于DSP的多机通信系统的实现

介绍了一种多台基于DSP的电机智能保护装置与PC机之间实现高速远距离串行通信的方法。该系统采用PC机作为上位机,多台基于TMS320C32芯片的电机智能保护装置作下位机,充分利用了PC机的容量大,人 机界面友好以及DSP芯片速度快、实时性强等优点,同时CPLD技术的应用使得整个系统完全可编程,很好地实现了对现场数据的采集,处理和传输,大大提高了整个系统的性能。