国家自然科学基金(51105368)
- 作品数：11 被引量：34H指数：4
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- 基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法被引量：2
- 2016年
- 针对参数不确定、外界干扰与测量噪声情况下飞行控制问题,提出一种基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法。基于状态相关的Riccati方程控制方法对飞行器俯仰通道非线性模型进行扩展线性化;引入基于通用扩张状态观测器的控制方法,设计干扰补偿增益,实现对外界干扰的估计与补偿;通过在线解算状态相关矩阵及代数黎卡提方程,得出状态反馈增益与干扰补偿增益,实现对飞行器期望攻角的跟踪控制。与已有方法对比表明,所提方法不仅对系统模型不确定性与外界干扰具有较强的鲁棒性,而且在较大测量噪声情况下,其依然能够保证良好的跟踪控制效果,具有较强的工程应用价值。
- 张银辉杨华波江振宇张为华
- 关键词：鲁棒飞行控制
- 序列近似优化方法被引量：1
- 2017年
- 随着工程优化中仿真模型精度和计算时间的不断提高,常规的智能优化方法难以在可接受的计算代价中得到最优解。序列近似优化方法通过将近似模型技术引入优化过程,并采用不断更新采样点的方法来指导寻优,在基于计算耗时模型的优化中得到了越来越广泛的应用。通过论述序列近似优化方法的若干关键技术及其发展现状,可有效指导其在工程优化中的应用,并给出了序列近似优化方法可能的改进方法及发展趋势。
- 胡凡武泽平王东辉张为华
- 基于干扰估计的航天器大角度姿态机动鲁棒次优控制被引量：4
- 2015年
- 针对存在系统参数不确定与外界干扰的航天器大角度姿态机动问题,提出一种基于干扰估计的鲁棒次优控制方法。该方法通过引入总干扰的概念,将不确定参数与外界干扰对系统的影响统一为各控制通道总干扰,而后采用非线性干扰观测器实现对系统总干扰的估计;借鉴状态相关的黎卡提方程(SDRE)方法,将系统模型改写为状态相关的线性形式,并采用近似方法实现基于干扰估计的次优控制参数的在线求解。通过对航天器大角度姿态机动问题的仿真分析,校验所提方法不仅较传统SDRE方法计算效率更高,而且较大程度上提高系统对参数偏差与外界干扰的鲁棒性能。
- 张银辉杨华波江振宇张为华
- 关键词：非线性干扰观测器次优控制大角度姿态机动鲁棒控制
- 火箭低空级间热分离初期流场特性数值模拟被引量：10
- 2015年
- 采用耦合求解轴对称非定常NS方程与一维分离动力学方程的方法,对多级火箭低空级间热分离初期过程进行数值仿真。依据仿真结果描述低空级间热分离初期流场的两种典型结构:内部为喷管扩张段流动分离以及外部为级间缝隙横向喷流与超声速外流的干扰流场;给出两种典型流场结构中位于上面级弹体表面(喷管内)的流动分离点位置以及壁面压力分布随仿真时间的变化;初步估算流动分离线偏斜时内外流动分离区域对上面级弹体的干扰力矩。通过分析数值模拟与力矩估算结果,发现在低空级间热分离内外流场中流动分离激波后方形成的高压区域是上面级所受干扰力矩的重要来源。研究结论可为级间热分离过程干扰机理研究提供理论方向,为级间热分离时序设计提供参考。
- 贾如岩江振宇张为华
- 关键词：火箭非定常数值模拟横向喷流干扰
- 飞航导弹控制律不确定性优化设计
- 2013年
- 为解决飞航导弹边界发射条件下导引头无法快速捕获跟踪目标的控制律设计问题,建立了控制律不确定性优化设计模型,开展了动力、气动、环境和火控等多学科系统分析模型的不确定性研究,采用基于约束条件转移的不确定性优化设计方法进行求解,得到了稳健、可靠的最优控制律参数。飞行试验结果表明,与原设计方案相比,导弹转平飞结束时间提前了6.1s,保证了导弹转平飞后导引头快速捕获跟踪目标。
- 李晓斌江振宇王澈
- 关键词：飞航导弹控制律不确定性优化设计
- 序列近似优化方法及其在火箭外形快速设计中的应用被引量：3
- 2016年
- 针对序列近似优化方法在代理模型构造与采样策略等方面的不足,基于采样点局部密度,引入与局部密度成反比的样本点影响体积概念,通过优化总影响体积确定径向基函数最优核宽度,满足序列近似优化过程不同规模、非均匀样本条件下的函数近似需要;建立潜在可行域最大距离加点准则,并与潜在最优加点准则结合平衡算法的探索能力与开发能力;建立三步收敛判定准则;构建改进序列近似优化的算法流程。对于Golinski减速器的优化设计问题,算法在目标函数调用42次后便搜索到全局最优解,体现了其良好的全局寻优能力与搜索效率。以"天航二号"火箭为例,建立其外形优化问题数学模型,所提优化方法在调用原始计算模型165次之后便搜索到全局最优解,大大提高了设计效率,同时飞行试验也表明设计结果满足要求。
- 彭科胡凡张为华武泽平
- 关键词：代理模型采样策略
- 栅格翼气动特性及其应用研究综述被引量：6
- 2015年
- 从实验研究、工程估算、数值模拟三方面综述了栅格翼气动特性研究方法及研究现状;概述了栅格翼主要气动特性;总结了弧形、整体后(前)掠、局部后掠等格翼新颖几何构型研究进展;全面概述了栅格翼在国内外各类型飞行器上应用情况及主要用途。针对格翼设计应用过程的瓶颈问题,分析展望了栅格翼相关领域需要关注和解决的关键问题。
- 彭科胡凡张为华周张
- 关键词：栅格翼气动特性几何构型
- 基于序列近似优化方法的探空火箭气动/动力一体化优化
- 2014年
- 总体设计是探空火箭研制的先行牵引工作,是一项复杂的系统工程。针对探空火箭总体设计一体化优化问题,基于序列近似优化方法,将代理模型方法应用于优化过程,通过不断更新代理模型和采样点对最优解进行高效预测,是对复杂模型进行优化设计的有效方法。针对某单级固体探空火箭,建立其弹道、动力、气动计算模型,使用序列近似优化方法,以火箭理论弹道顶点高度最大为优化目标,对其气动/动力参数进行一体化优化,最后得到一组较优的总体设计参数。结果表明:整个优化过程模型调用次数少,收敛速度快,工作效率较高,体现了序列近似优化方法的优越性。
- 黄昊彭科武泽平江振宇张为华
- 关键词：探空火箭总体参数优化
- 应用径向基代理模型实现序列自适应再采样优化策略被引量：3
- 2014年
- 针对径向基插值代理模型样本点预测误差为零时无法获得误差函数进行序列再采样优化的问题,将样本点分布约束引入序列再采样过程,利用潜在最优解加速收敛性,提出一种适用于径向基插值代理模型序列优化的再采样策略,该策略兼顾仿真模型的输出响应特性与样本点的空间分布特性。仿真结果表明,使用该再采样策略后,算法寻优效率和精度均优于传统基于代理模型的优化方法,在对最优解进行有效预测的同时,能显著减少原始模型计算次数。
- 武泽平王东辉杨希祥江振宇张为华
- 关键词：代理模型
- 干扰抑制SDRE姿态控制方法被引量：1
- 2015年
- 针对导弹姿态控制面临的非线性、参数不确定与外界干扰等问题,研究基于非线性干扰观测器的干扰抑制状态相关的黎卡提方程姿态控制方法.首先,引入总干扰概念,将参数不确定与外界干扰等因素对系统的影响统一看作系统总干扰;然后,通过设计总干扰补偿系数,实现具有非匹配干扰抑制能力的状态相关的黎卡提方程姿态控制系统设计;最后,利用非线性干扰观测器得到系统总干扰的估计值.仿真结果表明,所设计的姿态控制方法能够有效跟踪期望攻角指令,同时对系统参数不确定与外界干扰具有较强的抑制能力.
- 张银辉杨华波江振宇张为华
- 关键词：非线性干扰观测器
