国际科技合作与交流专项项目(2013DFR10030)
- 作品数：10 被引量：50H指数：5
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- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 舰载机蒸汽弹射反馈线性控制系统研究被引量：3
- 2016年
- 为了研究舰载机蒸汽弹射过程中储汽筒与汽缸中各状态的变化,针对汽缸系统的非线性强耦合特点,考虑储汽筒内闪蒸现象、汽缸有杆腔与无杆腔压力变化以及发射阀芯位移与流通面积之间的关系,建立储汽筒、发射阀的数学模型,汽缸的热力学模型以及舰载机的六自由度运动模型,完成蒸汽弹射系统发射阀控制器设计。通过仿真研究发现,蒸汽弹射系统的储汽筒在弹射阶段压降很小,其影响可以忽略;并且,由于汽缸系统的各状态具有非线性强耦合的特点,经典控制方法难以使发射阀稳定工作,其开度会在阀开启和关闭时发生突变。基于反馈线性化理论,能对汽缸系统模型进行完全线性化,实现汽缸内各状态量解耦。仿真结果表明,利用反馈线性化方法设计的发射阀调节器在弹射过程中性能稳定,使舰载机对加速度指令有良好的跟踪能力。
- 刘恒朱齐丹李晓琳董然
- 关键词：反馈线性化舰载机汽缸发射阀弹射起飞
- 舰载机牵引系统甲板调运避碰路径规划被引量：10
- 2014年
- 针对舰载机牵引系统的甲板调运过程,提出了一种适用于复杂障碍物环境中不规则形状目标的路径规划方法。针对舰载机外轮廓特点,建立了目标的凸构型描述形式,并推导了多目标间碰撞检测及距离计算方法,在此基础上提出了舰载机牵连运动的轨迹跟踪控制算法,同时引入行为动力学方法实现牵引系统的避碰路径规划。为提高复杂环境下的避碰能力,基于广义符号阈值函数,提出了避障行为策略改进方法。仿真结果表明,本文提出的算法能够有效地解决舰载机牵引系统的避碰路径规划问题。
- 张智林圣琳邱兵原新
- 关键词：舰载机牵引系统
- 针对舰艉流抑制的ACLS纵向控制律优化设计被引量：6
- 2016年
- 舰艉气流扰动是造成舰载机着舰误差的一个主要因素,因而自动着舰系统需要具有较强的对抗扰流能力。本文借鉴美国F/A-18A飞机自动着舰控制器基本构型,对算例舰载机完成了纵向着舰控制系统优化设计。针对舰艉流随机性分量,利用遗传算法对控制回路参数进行离线寻优,寻优过程兼顾了系统时域性能指标和频域安全边界约束;针对舰艉流稳态分量,在固定参数寻优结果的基础上加入内回路补偿指令以实现控制系统对完整舰艉流的最优抑制;通过仿真验证优化后的控制系统。结果表明,所提出的优化方案可行有效,优化后的自动着舰系统具有更好的指令响应特性以及更强的鲁棒性,提高了舰载机着舰精度。
- 张智李佳桐董然原新
- 关键词：舰载机遗传算法
- 舰载机着舰侧回路时变风险权值矩阵线性变参数预测控制被引量：5
- 2015年
- 针对舰载机钩索阻拦阶段,提出阻拦风险函数的概念和计算方法,通过离线计算获得时变状态权值矩阵和时变控制输入权值矩阵.采用时变状态权值矩阵可以实时调整各状态之间的变化关系,而时变的控制输入权值矩阵能够调整副翼和方向舵的输入峰值,避免出现输入饱和情况,提高横侧向自动着舰的效率和安全性.建立了时变的系统输出约束函数,增加了舰载机进舰阶段控制器的可解性.建立了基于状态偏差的舰载机横侧向着舰模型,针对舰载机上很多状态不能直接测量的特点,采用离线设计状态观测器的方法来估计舰载机的真实状态值,利用线性矩阵不等式求解系统最优解,通过舰载机自动着舰三维仿真模拟平台验证了算法的可行性.
- 朱齐丹王立鹏张智闻子侠
- 关键词：自动着舰预测控制线性矩阵不等式
- 考虑扰流的舰载机终端进场线性模型被引量：5
- 2016年
- 回收舰载机需要精确的终端路径和姿态控制,舰载机线性小扰动模型是这一阶段系统分析和控制器设计的必要工具,它需要足够准确地描述在主要操纵输入和进场路径大气紊流作用下舰载机的动态特性。首先使用代数线性化方法建立舰载机终端进场纵向运动的小扰动模型,仿真证明该模型能精确描述无风条件下进场舰载机对控制指令的响应,但通常的建模气流扰动影响的方法不能正确反映舰尾大气紊流对舰载机进场速度的干扰。针对该问题,重点研究了垂向风引起的进场舰载机轨迹方向上的力瞬变,提出了量化舰载机地速扰动的表达式以优化线性模型参数。最后,通过完成舰载机动力学模型在不同风场下的开环仿真以及在舰尾流场中的终端进场闭环仿真,验证了改进的线性模型的有效性,表明它适用于复杂流场下着舰控制系统的性能分析和设计。
- 夏桂华董然许江涛李新飞
- 舰载机着舰纵向时变风险权值矩阵预测控制被引量：2
- 2016年
- 为实现舰载机纵向自动着舰,提出时变风险权值矩阵的预测控制方法来构建舰载机纵向自动着舰引导律。首先,建立基于偏差形式的舰载机纵向着舰非线性模型,根据航母实时运动状态动态求解飞机着舰过程平衡点,并获得线性模型的动态系统矩阵;其次,提出纵向着舰高维风险建模理论,并通过BP神经网络训练样本数据建立风险模型,根据高维风险模型构建预测控制的时变权值矩阵,给出并证明求解最优控制量的若干定理,推导出相应线性矩阵不等式,并设计状态观测器来观测当前无法直接测量的着舰状态。最后,在半物理仿真平台上验证建立的着舰引导律,通过仿真曲线证明了算法的可行性和有效性。
- 朱齐丹王立鹏张智姜星伟
- 关键词：自动着舰预测控制线性矩阵不等式
- 舰载机着舰侧回路混合H_∞/H_2模型参考LPV控制被引量：5
- 2013年
- 针对舰载机对中着舰过程中,滚转速率与侧滑角运动之间存在固有耦合的问题,特别是在低攻角的情况下,这种耦合导致滚转速率与侧滑角符号方向相反,并有较大侧滑,严重降低了飞机的飞行品质,分散了飞行员对中着舰操控过程的精力.推导出了一类具有参考模型H∞/H2LFT(linear fractional transformation)的控制方法来解决这类耦合的侧向控制问题,H2控制不仅可抑制噪声干扰,还可降低通道间的耦合,实现着舰过程的解耦控制,使飞机的操纵响应满足参考模型的期望飞行品质,减少飞行员的工作负荷.对于着舰过程中由攻角变化而产生模型的大范围变化情况,采用线性变参数方法可解决这类具有模型不确性的参数依赖时变系统的精确控制问题.此外文中采用多Lyapunov函数的切换控制,进一步提高了闭环系统的整体性能.
- 朱齐丹闻子侠张智刘志林
- 关键词：舰载机切换控制模型参考控制H2控制
- 舰载机弹射起飞过程弹射杆受力与安全性分析被引量：4
- 2019年
- 针对舰载机的实际弹射作业情况,建立了蒸汽弹射器数学模型、牵引释放装置数学模型及分阶段的舰载机弹射起飞数学模型.在此基础上分析了航母航速、发动机推力、弹射能量、升降舵预置偏角和舰载机质量等不同参数对考虑弹射杆的舰载机弹射起飞安全性的影响.仿真结果表明:增加航母航速、减小弹射能量、下偏升降舵预置偏角和减小舰载机质量都可以降低弹射杆与航母甲板发生碰撞的风险;在发动机推力为200 kN工况下,增加或减小发动机推力都会增加弹射杆撞击甲板的风险;当弹射能量较低时,弹射杆末端距离甲板的高度会出现震荡现象.
- 朱齐丹鲁鹏杨智博王立鹏
- 关键词：舰载机蒸汽弹射器弹射起飞
- 舰载机纵向容错着舰系统设计被引量：2
- 2017年
- 通常发生的舰载机着舰事故中,大多数是由于舰载机纵向航迹控制不好导致的,而造成航迹控制性能下降的最主要因素是航母运动、舰尾流扰动和执行器故障.针对这些特殊情况,提出了一种容错控制方法,应用在纵向着舰系统中.首先采用基于非线性动态逆的滑模控制方法抑制舰尾流扰动影响,然后在此基础上,加入径向基神经网络,利用其对非线性项的万能逼近特性,来补偿执行器故障情况下造成的系统故障,进一步保证了舰载机对理想下滑道的精确跟踪,最后,加入不同类型的执行器故障对此方法进行测试.仿真结果表明,所设计的纵向容错着舰系统不仅具有较强的鲁棒性和容错能力,而且提高了舰载机着舰航迹控制精度.
- 朱齐丹孟雪
- 关键词：执行器故障滑模控制径向基神经网络
- 考虑运动学约束的不规则目标遗传避碰规划算法被引量：15
- 2015年
- 针对复杂环境下不规则目标的路径规划问题,提出了一种带有运动学约束的遗传避碰规划算法。以舰载机在航母甲板上的路径规划问题作为研究对象,并且该算法可推广至其他具有此类约束的路径规划问题中,它较好地解决了目标形状复杂、障碍环境复杂、目标运动时带有回转半径约束等特殊问题。在传统遗传路径规划算法的基础上,针对性地设计了三维位置和姿态混合编码、三段法路径解码、轨迹包围盒的碰撞检测及距离计算等方法,并在遗传操作中引入惩罚项和修补策略来辅助算法寻优。最后,为得出复杂环境下的最优路径,基于VC++平台对算法进行了仿真验证。结果表明,在复杂障碍环境下,本文提出的算法可求得最优避碰路径,并满足预先设定的目标回转半径约束,能够有效地解决此类目标的避碰路径规划问题。
- 张智林圣琳朱齐丹王开宇
- 关键词：遗传算法舰载机
