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Design and Application of Discrete Sliding Mode Control with RBF Network-based Switching Law 被引量:6
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作者 牛建军 付永领 祁晓野 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2009年第3期279-284,共6页
This article proposes a novel approach combining exponential-reaching-law-based equivalent control law with radial basis function (RBF) network-based switching law to strengthen the sliding mode control (SMC) tracking... This article proposes a novel approach combining exponential-reaching-law-based equivalent control law with radial basis function (RBF) network-based switching law to strengthen the sliding mode control (SMC) tracking capacity for systems with uncertainties and disturbances. First, SMC discrete equivalent control law is designed on the basis of the nominal model of the system and the adaptive exponential reaching law, and subsequently, stability of the algorithm is analyzed. Second, RBF network is used to f... 展开更多
关键词 sliding mode control switching law design radial basis function networks flight simulators extra-low speed servo
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考虑环境指标的变循环发动机控制规律设计
2
作者 李富霖 陈敏 +3 位作者 唐海龙 张纪元 周越 马静 《航空学报》 北大核心 2025年第16期152-169,共18页
超声速民机因其在长距离、长航时航线运输方面所具有的明显优势,已成为未来民机的重要发展方向。“绿色航空”概念的提出使得节能减排和降噪越来越成为民机的重要优化设计目标之一,自然对其动力装置也提出了相应的要求。传统构型动力无... 超声速民机因其在长距离、长航时航线运输方面所具有的明显优势,已成为未来民机的重要发展方向。“绿色航空”概念的提出使得节能减排和降噪越来越成为民机的重要优化设计目标之一,自然对其动力装置也提出了相应的要求。传统构型动力无法实现起飞低噪声、超巡高单位推力、低耗油率和低排放指标的兼顾。以带核心机驱动风扇级(CDFS)的双外涵变循环发动机(VCE)构型为研究对象,考虑发动机性能及喷流噪声、NOx排放等关键优化设计目标,开展稳态可调几何控制规律设计方法研究。研究表明,提高第1外涵分流比有助于降低NOx排放,提高内涵和第2外涵分流比有助于降低喷流噪声。将设计结果应用于第1代超声速客机“协和号”动力装置重优化设计,与基准方案相比,在满足飞机性能需求的前提下,超声速巡航工况耗油率降低了20.19%,起飞工况喷流速度实现了44.47%的降幅,使得起飞噪声指标满足适航要求。 展开更多
关键词 喷流噪声 NOX排放 变循环发动机 可调几何调节 控制规律优化设计
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光储一体化变流器改进滑模自抗扰控制 被引量:4
3
作者 周杰 皇金锋 黄红杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期504-516,530,共14页
由于光照强度等不可控因素的影响,光伏模块输出功率具有较大的随机性,容易降低光储并网系统的暂态性能。为此,该文在光储一体化变流器中提出了一种改进滑模自抗扰控制(SM-ADRC)策略以降低暂态时的直流母线电压波动并加快功率响应速度。... 由于光照强度等不可控因素的影响,光伏模块输出功率具有较大的随机性,容易降低光储并网系统的暂态性能。为此,该文在光储一体化变流器中提出了一种改进滑模自抗扰控制(SM-ADRC)策略以降低暂态时的直流母线电压波动并加快功率响应速度。首先,针对传统扩张状态观测器(ESO)对状态变量和扰动观测精度不足的问题,引入新的误差作为ESO的调节依据以提升跟踪能力;其次,将反步设计和互补滑模控制相结合运用到状态误差反馈律中,以提升控制系统的鲁棒性,并通过改进指数趋近律减小滑模固有的抖振现象;再次,从理论上证明了基于改进指数趋近律的反步互补滑模(BCSMC)和改进ESO的稳定性以及改进ESO的误差范围;最后,通过仿真和StarSim实验平台对比在不同工况下的直流母线波动情况和功率响应速度,验证了所提改进SM-ADRC策略相比于传统SM-ADRC策略和PI控制策略的优越性和可行性。 展开更多
关键词 光储一体化变流器 自抗扰控制 反步设计 互补滑模控制 改进指数趋近律
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基于新型二阶一致性算法的角度约束协同制导律
4
作者 杨凯源 明超 王晓鸣 《现代防御技术》 北大核心 2025年第4期83-92,共10页
针对多枚导弹在二维平面内对高速大机动目标的协同拦截问题,开展了具有终端角度约束的多弹协同制导律设计研究。考虑二阶一致性算法对协同时间与制导时间的影响,提出了一种新型的二阶一致性算法,并基于此算法对视线上的协同制导律进行... 针对多枚导弹在二维平面内对高速大机动目标的协同拦截问题,开展了具有终端角度约束的多弹协同制导律设计研究。考虑二阶一致性算法对协同时间与制导时间的影响,提出了一种新型的二阶一致性算法,并基于此算法对视线上的协同制导律进行了设计;采用非奇异终端滑模控制方法设计了视线法线方向上的角度约束制导律,以解决传统滑模的固有抖振问题。通过Lyapunov理论对闭环系统的有限时间稳定性进行了证明。仿真结果表明:所设计的制导律能确保各弹在有限时间内实现协同并以期望角度命中目标,且在制导性能上优于传统的协同制导律。 展开更多
关键词 协同制导 滑模控制 制导律设计 角度约束 机动目标 有限时间
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倾转旋翼机直升机模式横向通道控制律设计
5
作者 叶晓宇 祖家奎 +1 位作者 秦勇 刘世龙 《机械与电子》 2025年第3期53-59,共7页
针对倾转旋翼机特殊的气动构型、不同的飞行模式以及模式横航向通道控制的稳定性、快速性和耦合性等需求,首先以XV 15倾转旋翼机为研究对象,建立其横航向动力学线性模型;其次针对倾转旋翼机直升机模式横向通道操纵冗余的问题,从定性和定... 针对倾转旋翼机特殊的气动构型、不同的飞行模式以及模式横航向通道控制的稳定性、快速性和耦合性等需求,首先以XV 15倾转旋翼机为研究对象,建立其横航向动力学线性模型;其次针对倾转旋翼机直升机模式横向通道操纵冗余的问题,从定性和定量2个角度分析横向通道的飞行特性以及不同操纵方式的差异,提出了一种将倾转旋翼左右螺旋桨的横向周期变距与差动总距相结合的横向操纵方式,用于解决横向飞行的稳定与机动控制之间的矛盾,并采用经典控制方法对不同操纵方式分别进行了相应的横向控制律设计;最后基于MATLAB/Simulink和X Plane视景软件搭建了倾转旋翼机飞行控制仿真系统,将所设计的横向控制律进行了仿真验证与对比分析。仿真结果表明,倾转旋翼机直升机模式飞行采用基于横向周期变距与差动总距相结合的横向控制律,能够有效克服常规单通道控制的缺点,具有更好的控制稳定性和动态响应特性。 展开更多
关键词 倾转旋翼机 直升机模式 横向通道 操纵冗余 控制律设计
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复合式高速无人直升机纵向通道控制律设计
6
作者 秦勇 祖家奎 +1 位作者 位士超 叶晓宇 《机械与电子》 2025年第10期57-63,70,共8页
针对复合式高速无人直升机前飞速度控制中的操纵舵面冗余问题,以某型复合式高速无人直升机为研究对象,建立其纵向通道动力学模型。分析纵向通道的飞行特性和纵向周期变距、螺旋桨平均桨距2种操纵舵面的差异,提出基于前飞速度的纵向通道... 针对复合式高速无人直升机前飞速度控制中的操纵舵面冗余问题,以某型复合式高速无人直升机为研究对象,建立其纵向通道动力学模型。分析纵向通道的飞行特性和纵向周期变距、螺旋桨平均桨距2种操纵舵面的差异,提出基于前飞速度的纵向通道操纵分配策略。分别对2种操纵舵面进行相关的控制律设计,并采用内外环并联的总体控制结构,以兼顾其机动性和稳定性。最后通过MATLAB仿真验证和实际飞行测试,证明该方法能够优化复合式高速直升机的纵向通道控制律,为其飞行控制系统的技术实现提供了理论支持和设计参考。 展开更多
关键词 复合式高速无人直升机 特性分析 操纵分配 控制律设计
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纵列式无人直升机滑模姿态控制律设计
7
作者 周沛沅 郑浩宇 +1 位作者 张煜珮 王新华 《海军航空大学学报》 2025年第3期463-472,共10页
文章以某型纵列式双旋翼无人直升机为研究对象,对其内环姿态控制律进行了设计与改进研究。针对该纵列式无人直升机在飞行过程中存在的强耦合性、高度非线性、偏航效率低以及受某些外界干扰影响较大的问题,采用非奇异终端滑模控制策略,... 文章以某型纵列式双旋翼无人直升机为研究对象,对其内环姿态控制律进行了设计与改进研究。针对该纵列式无人直升机在飞行过程中存在的强耦合性、高度非线性、偏航效率低以及受某些外界干扰影响较大的问题,采用非奇异终端滑模控制策略,并结合改进的双幂次趋近律,以实现对飞行姿态的高精度控制。此外,为了进一步增强控制系统的抗扰能力,设计了扩张状态观测器以有效抑制外界干扰。仿真结果表明,所设计的姿态控制律显著改善了控制系统的动态响应特性、抗扰性能和鲁棒性,并在很大程度上提升了系统抑制滑模抖振的能力。 展开更多
关键词 纵列式无人直升机 滑模控制 扩张状态观测器 姿态控制律设计
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一种横列式双旋翼无人机建模与控制律设计
8
作者 杜博汶 付元华 《测控技术》 2025年第4期1-6,15,共7页
为了解决传统构型的旋翼类无人机普遍存在的能量利用率低、旋翼间气流相互影响的问题,设计了一种横列式双旋翼无人机,其利用舵机带动倾转桨盘偏转,从而改变螺旋桨角度以实现对无人机的控制。首先,根据所提姿态和位置控制方案,建立无人... 为了解决传统构型的旋翼类无人机普遍存在的能量利用率低、旋翼间气流相互影响的问题,设计了一种横列式双旋翼无人机,其利用舵机带动倾转桨盘偏转,从而改变螺旋桨角度以实现对无人机的控制。首先,根据所提姿态和位置控制方案,建立无人机的动力学和运动学模型。然后,对俯仰、滚转、偏航、前向、侧向、高度这6个回路的飞行控制律进行设计,仿真验证了所设计控制器的有效性。最后,利用MATLAB/Simulink-FlightGear对所设计的无人机进行整机联合建模仿真。实验结果表明,所设计的控制器具有良好的稳定性和控制精度。 展开更多
关键词 横列式双旋翼 动力学建模 控制律设计 整机联合仿真
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功率提取法在涡喷发动机起动特性模拟及控制规律设计中的应用 被引量:21
9
作者 陈玉春 王朝蓬 +2 位作者 黄兴鲁 徐思远 蔡元虎 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1277-1283,共7页
针对涡喷发动机起动控制规律的特点,将涡轮发动机加、减速控制规律设计的功率提取法模型,应用于航空涡喷发动机起动控制规律的设计.结合低转速部件特性预测方法和改进的功率提取法,给出了涡喷发动机起动控制规律设计的约束条件和设计步... 针对涡喷发动机起动控制规律的特点,将涡轮发动机加、减速控制规律设计的功率提取法模型,应用于航空涡喷发动机起动控制规律的设计.结合低转速部件特性预测方法和改进的功率提取法,给出了涡喷发动机起动控制规律设计的约束条件和设计步骤.该模型可以用于起动带转过程中起动机带转功率的预测,以及全包线范围内、全气候条件下的涡喷发动机起动控制规律的快速、准确设计.计算结果表明,根据功率提取法模型设计的起动控制规律与实际的发动机起动控制规律吻合较好,该方法具有较好的工程应用价值. 展开更多
关键词 涡喷发动机 功率提取法 起动特性模拟 低转速部件特性预测方法 起动控制规律设计
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飞行器控制律设计方法发展综述 被引量:29
10
作者 王美仙 李明 张子军 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2007年第2期1-4,共4页
综述了飞行器控制律设计方法的研究和应用状况。首先简述了现代控制理论的发展状况,然后给出最优控制法、特征结构配置法等线性设计方法和非线性反馈线性化、非线性H∞优化与μ综合鲁棒控制、滑模变结构控制、反步控制、神经网络控制、... 综述了飞行器控制律设计方法的研究和应用状况。首先简述了现代控制理论的发展状况,然后给出最优控制法、特征结构配置法等线性设计方法和非线性反馈线性化、非线性H∞优化与μ综合鲁棒控制、滑模变结构控制、反步控制、神经网络控制、自适应控制等非线性设计方法的特点及其在飞行器控制律设计上的限制,最后分析总结了存在的问题及未来的发展方向。 展开更多
关键词 飞行器 控制律设计 线性控制 非线性控制
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一种涡轮发动机加速控制规律设计的新方法 被引量:24
11
作者 陈玉春 刘振德 +1 位作者 袁宁 于守志 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期327-332,共6页
提出了一种涡喷、涡扇发动机加速控制规律快速设计的新方法:在发动机稳态特性计算模型的基础上,通过额外增加转子提取功率,使得发动机稳态工作点(线)靠近喘振边界,在同时考虑燃烧室富油熄火边界、涡轮进口总温限制以及压气机喘振裕度限... 提出了一种涡喷、涡扇发动机加速控制规律快速设计的新方法:在发动机稳态特性计算模型的基础上,通过额外增加转子提取功率,使得发动机稳态工作点(线)靠近喘振边界,在同时考虑燃烧室富油熄火边界、涡轮进口总温限制以及压气机喘振裕度限制的条件下,利用适当的控制规律描述形式并结合发动机工程研制中的经验,能够快速而准确地获得涡喷、涡扇发动机加速控制规律。对某型涡喷发动机加速控制规律的改进的计算结果表明,提出的加速控制规律的设计方法准确而有效。 展开更多
关键词 涡轮发动机 加速特性 加速控制规律设计 功率提取法 喘振边界 涡轮进口总温
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DC-DC变换器双线性系统建模及基于李亚普诺夫直接法的控制方法 被引量:14
12
作者 张涌萍 张波 丘东元 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期7-11,共5页
首先建立了DC-DC变换器双线性系统数学模型,结合控制目的进行适当变形,得到DC-DC变换器的闭环非线性控制系统模型。基于Lyapunov直接法,总结出构造Lyapunov函数和求取控制律的一般步骤,适用于所有数学模型可以表示成双线性系统的DC-DC... 首先建立了DC-DC变换器双线性系统数学模型,结合控制目的进行适当变形,得到DC-DC变换器的闭环非线性控制系统模型。基于Lyapunov直接法,总结出构造Lyapunov函数和求取控制律的一般步骤,适用于所有数学模型可以表示成双线性系统的DC-DC变换器。以Sepic变换器为例,成功构造出Lyapunov函数,并且推导得到一种使Sepic变换器控制系统渐近稳定的控制律,仿真结果证实了该文提出的新型控制律的有效性。 展开更多
关键词 DC-DC变换器 李亚普诺夫直接法 稳定性 控制律设计
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飞行控制系统设计方法现状与发展 被引量:11
13
作者 吴文海 高丽 周胜明 《海军航空工程学院学报》 2010年第4期421-426,共6页
飞行控制系统设计是飞机设计的一项重要内容,它的先进性很大程度上决定了飞机的先进性。首先,概述了飞行控制系统及控制律的设计过程;然后,对国外先进飞机控制律设计现状进行评述。飞行控制律的设计存在两类主要的方法:经典设计方法和... 飞行控制系统设计是飞机设计的一项重要内容,它的先进性很大程度上决定了飞机的先进性。首先,概述了飞行控制系统及控制律的设计过程;然后,对国外先进飞机控制律设计现状进行评述。飞行控制律的设计存在两类主要的方法:经典设计方法和多种先进控制方法。着重论述了目前国内外在飞行控制系统设计中重点研究和发展的几种方法,包括最优控制、动态逆控制、鲁棒控制和智能控制等的基本原理、应用现状和工程实现问题,并指出多种方法综合控制是控制律设计的发展方向。 展开更多
关键词 控制律设计 非线性控制 综合控制
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四旋翼飞行器的建模及基于反步法的控制 被引量:23
14
作者 赵元伟 卢京朝 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第34期10425-10430,共6页
研究了基于反步法的四旋翼飞行器控制系统设计问题。建立四旋翼飞行器简化六自由度模型的基础上,采用多回路结构实现飞行器的控制目的。利用反步法设计姿态稳定回路,实现对给定姿态、航向和高度的渐近跟踪。位置回路采用带饱和的PD控制... 研究了基于反步法的四旋翼飞行器控制系统设计问题。建立四旋翼飞行器简化六自由度模型的基础上,采用多回路结构实现飞行器的控制目的。利用反步法设计姿态稳定回路,实现对给定姿态、航向和高度的渐近跟踪。位置回路采用带饱和的PD控制器,为姿态回路提供参考信息,实现对位置的稳定控制。仿真结果表明,飞行器位置稳定和航迹跟踪的效果满意,验证了本文控制律设计方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 建模 反步法 控制律设计 仿真
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无人机自动起飞系统建模和控制律设计研究 被引量:6
15
作者 宁东方 章卫国 田娜 《计算机测量与控制》 CSCD 2008年第1期66-67,70,共3页
针对无人机在起飞滑跑过程中,受到地面支反力和摩擦力的影响,其运动特性与空中飞行不同的情况,通过详细分析无人机在起飞滑跑过程中的受力情况,建立了无人机的地面滑跑纵向模型,并设计自动起飞纵向控制律,实现无人机地面滑跑、起飞控制... 针对无人机在起飞滑跑过程中,受到地面支反力和摩擦力的影响,其运动特性与空中飞行不同的情况,通过详细分析无人机在起飞滑跑过程中的受力情况,建立了无人机的地面滑跑纵向模型,并设计自动起飞纵向控制律,实现无人机地面滑跑、起飞控制;并在Matlab/Simulink平台上进行仿真,仿真结果表明所建立的模型可用,控制律效果良好,满足设计要求。 展开更多
关键词 无人机 自动起飞 滑跑 控制律设计
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小型飞翼布局无人机控制律设计与试飞验证 被引量:5
16
作者 马雯 张宁 +2 位作者 马蓉 陈小龙 张奕煊 《兵工自动化》 2015年第12期42-48,共7页
针对无尾飞翼布局的无人机由于取消了水平尾翼和垂直尾翼,导致纵向、横航向的稳定下降,特别是横航向变为静不安定的问题,设计一种小型飞翼布局无人机全流程飞行控制律。以某型飞翼布局飞机的缩比飞机为控制对象,分析该飞机纵向与横航向... 针对无尾飞翼布局的无人机由于取消了水平尾翼和垂直尾翼,导致纵向、横航向的稳定下降,特别是横航向变为静不安定的问题,设计一种小型飞翼布局无人机全流程飞行控制律。以某型飞翼布局飞机的缩比飞机为控制对象,分析该飞机纵向与横航向的气动特性,采用特征结构配置方式,分别对纵向与横航向进行增稳设计。仿真与实际试飞结果表明:该控制律能够很好地跟踪期望的轨迹,并能有效地抑制侧风扰动,具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 飞翼布局 特征结构配置 控制律设计
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飞行模拟器自动着陆系统的建模与仿真 被引量:5
17
作者 栾志博 郑淑涛 李洪人 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2011年第5期47-51,共5页
对飞行模拟器自动着陆系统进行了研究。现有的研究多集中在进近阶段,而对接地、拉平以及复飞阶段的研究不够,或并没有统一在相同的控制结构中,使得自动着陆系统的功能和性能无法满足高等级飞行模拟器的指标要求。为了完善自动着陆控制过... 对飞行模拟器自动着陆系统进行了研究。现有的研究多集中在进近阶段,而对接地、拉平以及复飞阶段的研究不够,或并没有统一在相同的控制结构中,使得自动着陆系统的功能和性能无法满足高等级飞行模拟器的指标要求。为了完善自动着陆控制过程,提出了一个完整的自动着陆系统控制律算法,基于典型飞行控制系统体系结构,分别建立了制导回路和姿态回路的控制模型,并进行仿真。算法结果能够满足自动着陆过程中所有飞行阶段对控制算法的功能要求和性能要求,仿真结果表明了控制算法的有效性。 展开更多
关键词 飞行模拟器 自动着陆 控制律设计 典型控制结构
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高超声速飞行器操纵性/控制律一体化设计方法 被引量:3
18
作者 尉建利 王聪 +1 位作者 葛颖琛 闫杰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期601-607,652,共8页
高超声速飞行器主要飞行阶段包括助推分离段、巡航段和下降段,在分离段操纵面的任务是快速抑制分离扰动,而巡航段主要用于高精度姿态控制。针对分离段和巡航段对舵面操纵性要求差别较大的特点,本文探讨从满足控制要求的角度对操纵面尺... 高超声速飞行器主要飞行阶段包括助推分离段、巡航段和下降段,在分离段操纵面的任务是快速抑制分离扰动,而巡航段主要用于高精度姿态控制。针对分离段和巡航段对舵面操纵性要求差别较大的特点,本文探讨从满足控制要求的角度对操纵面尺寸进行优化设计的方法,即操纵性/控制律一体化设计。采用最优控制方法对飞行器自动驾驶仪增益进行优化,并基于多目标遗传算法的并行子空间优化方法,得到了高超声速飞行器最优舵面外形尺寸和相应的控制律。仿真结果表明,最优舵面在分离段能够快速抑制分离扰动对飞行器姿态的影响,并将飞行器姿态迅速调整到发动机点火窗口;在巡航段能够快速抑制阵风干扰对飞行器姿态的影响,稳定飞行器姿态,为高超声速飞行器操纵性设计提供了依据。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 操纵性 控制律 一体化设计
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逆系统方法在飞行控制律设计中的工程应用 被引量:5
19
作者 张怡哲 邓建华 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期35-39,共5页
在飞控系统设计中,现代非线性控制理论已逐步得到应用,其中逆系统方法的物理概念清晰,参数对应明确,无不确定性算法,容易结合传统经验,易于为工程人员接受。该文将该方法应用于多操纵面飞机的基本控制律设计,从工程应用出发,使用多层分... 在飞控系统设计中,现代非线性控制理论已逐步得到应用,其中逆系统方法的物理概念清晰,参数对应明确,无不确定性算法,容易结合传统经验,易于为工程人员接受。该文将该方法应用于多操纵面飞机的基本控制律设计,从工程应用出发,使用多层分离简化设计,改进了多操纵面的使用策略和分配方法,分析了工程实现中的参数获取。大迎角飞行和自动着陆仿真结果显示,控制律能够协调使用推力矢量和常规舵面,准确控制飞行姿态和航迹;在着陆时能利用大迎角飞行能力显著降低着地速度,缩短滑跑距离;在飞机质量、惯量大幅度变化时,也能准确地控制姿态和轨迹。 展开更多
关键词 飞行控制 推力矢量 大迎角 非线性控制律设计
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鸭式旋翼/固定翼飞机过渡模式控制律设计 被引量:2
20
作者 黄晶 李俨 +1 位作者 赵凯瑞 张梦妮 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2012年第6期523-526,共4页
过渡飞行技术是鸭式旋翼/固定翼飞机研制过程中的关键技术之一。针对鸭式旋翼/固定翼飞机过渡模式存在强非线性、控制输入转移的问题,首先建立了飞机纵向非线性方程并进行小扰动线性化;然后针对操纵面冗余提出了配平算法;最后采用指数... 过渡飞行技术是鸭式旋翼/固定翼飞机研制过程中的关键技术之一。针对鸭式旋翼/固定翼飞机过渡模式存在强非线性、控制输入转移的问题,首先建立了飞机纵向非线性方程并进行小扰动线性化;然后针对操纵面冗余提出了配平算法;最后采用指数权重分配方法进行了纵向过渡模式数字仿真。仿真结果表明,该权重分配方法能有效保证过渡模式的平稳过渡。 展开更多
关键词 鸭式旋翼 固定翼飞机 过渡模式 指数权重分配 控制律设计
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