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ATARI着舰技术应用展望与仿真验证
1
作者 汪节 韩维 +2 位作者 尹大伟 万兵 苏析超 《航空兵器》 北大核心 2025年第6期125-136,共12页
为促进舰载机着舰领域的工程应用,分析美国海军的一项着舰技术,即飞机末端进近遥控系统(Aircraft Terminal Approach Remote Inceptor,ATARI)。采用文献综述、理论分析和仿真验证等研究方法,研究了ATARI的总体情况、系统组成、关键技术... 为促进舰载机着舰领域的工程应用,分析美国海军的一项着舰技术,即飞机末端进近遥控系统(Aircraft Terminal Approach Remote Inceptor,ATARI)。采用文献综述、理论分析和仿真验证等研究方法,研究了ATARI的总体情况、系统组成、关键技术、控制结构、着舰流程及操纵建模、试验方法及特点等,在联合平台上进行了人在环实时仿真。总结了ATARI项目,并展望了技术发展趋势。结果显示:本文的理论分析和仿真验证符合美军试飞结果;ATARI适用于舰载有人/无人机在特定情况下的着舰,经简化后可融合到现有着舰系统中,进一步完善着舰体制;ATARI的操纵/控制/显示技术等可延伸到其他人工/自动着舰方式中。 展开更多
关键词 着舰 无人机 ATARI 魔毯 直接升力控制 轨迹控制 LSO
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适应升、推力调节的倾转旋翼机过渡自动控制
2
作者 余新 赵燕勤 +2 位作者 陈仁良 余腾忠 周攀 《航空动力学报》 北大核心 2025年第10期314-325,共12页
提出一种考虑飞行器升、推力匹配特性的过渡自动控制方法,并从驾驶员操纵负荷角度评价过渡自动控制的有效性。通过稳态计算,分析了倾转走廊内旋翼和机翼升力匹配特性,并规划得到期望倾转路径,以及相应阶段的短舱速率分布。在基础增稳控... 提出一种考虑飞行器升、推力匹配特性的过渡自动控制方法,并从驾驶员操纵负荷角度评价过渡自动控制的有效性。通过稳态计算,分析了倾转走廊内旋翼和机翼升力匹配特性,并规划得到期望倾转路径,以及相应阶段的短舱速率分布。在基础增稳控制回路上,引入总距和迎角调节分别实现旋翼升、推力和机翼升力对期望路径的匹配。在总距和迎角控制结构中,分别引入静态的路径参数前馈和指令调度以适应飞行器过渡过程升、推力特性,并结合分治高度反馈来消除静态规划与动态倾转之间的误差。引入驾驶员模型并通过小波分析量化驾驶员操纵负荷。相较于由驾驶员控制的机动过程,自动控制能够有效降低驾驶员操纵负荷,总距杆和纵向杆的最大能量幅值分别降低33%和27%,并且两者频率成分降低到0.8 rad/s以下,驾驶员操纵改善到等级1的飞行品质等级。此外,自动控制有效消除动态倾转误差,表现在对期望路径的跟踪误差小,高度变化小。 展开更多
关键词 倾转旋翼机 驾驶员操纵负荷 过渡机动 倾转路径 控制策略 飞行控制律
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MAGIC CARPET着舰控制模态的仿真验证
3
作者 汪节 刘剑超 +2 位作者 岳付昌 刘猛 万金 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第6期130-136,共7页
为了探索MAGIC CARPET着舰技术的性能,采用美军F-18舰载机模型,通过人在环实时仿真,研究MAGIC CARPET的轨迹速率控制模态和轨迹增量控制模态(DP模态),并与常规着舰模态比较。实验结果与美军试飞情况一致,着舰性能从高到低的排序为:DP模... 为了探索MAGIC CARPET着舰技术的性能,采用美军F-18舰载机模型,通过人在环实时仿真,研究MAGIC CARPET的轨迹速率控制模态和轨迹增量控制模态(DP模态),并与常规着舰模态比较。实验结果与美军试飞情况一致,着舰性能从高到低的排序为:DP模态>飞行轨迹速率控制模态>常规着舰控制模态,MAGIC CARPET能大幅降低飞行员操纵负担,能迅速纠正下滑道偏差而无初始反向响应,并能实现3个方面的解耦,精确保持迎角和速度。 展开更多
关键词 魔毯 着舰 直接升力控制 飞行控制 反区操纵 自动油门 轨迹控制
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无人机动态撞网回收制导控制方法与飞行试验
4
作者 王玉杰 陈清阳 +2 位作者 高显忠 邓小龙 侯中喜 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第2期487-497,共11页
针对舰载固定翼无人机(UAV)动态精确回收过程中的制导控制技术开展研究,提出基于分段策略的舰载无人机精确回收引导方法,完成了动态撞网回收控制系统方案设计与集成测试。通过数值迭代方法预测触网时间实现回收航线的在线规划,在回收中... 针对舰载固定翼无人机(UAV)动态精确回收过程中的制导控制技术开展研究,提出基于分段策略的舰载无人机精确回收引导方法,完成了动态撞网回收控制系统方案设计与集成测试。通过数值迭代方法预测触网时间实现回收航线的在线规划,在回收中段采用基于引导点的非线性制导算法对航线进行精确跟踪,在回收末段基于经典比例导引及纵横解耦策略设计了三维空间末制导律,实现了针对动基座回收的撞网点精确控制。通过系统仿真和飞行试验证明了分段制导策略与各阶段算法的有效性,结果表明:回收航线规划方法简单有效、适应性强,制导控制算法对于航线的跟踪偏差小于0.5 m,高度控制的稳态精度优于0.5 m,动态撞网回收的末端精度优于0.8 m,各阶段的制导控制精度满足无人机动态撞网需求,所提方法适于工程应用。 展开更多
关键词 舰载无人机 动态撞网回收 航线规划与跟踪 精确制导控制 飞行试验
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赤眼蜂丸抛投作业全自动无人机系统开发
5
作者 吴菀毓 周运峰 +3 位作者 赖坚博 邱泽宏 黄汕 周受钦 《农业技术与装备》 2025年第10期1-4,7,共5页
随着传统化学防治农田螟虫带来一系列生态问题,赤眼蜂杀灭螟虫的生物防治应用越来越广泛。传统赤眼蜂丸投放多采用人工作业,劳动强度大,投放效率低,即便使用无人机抛投,也存在作业精度差、作业效率低等问题。基于此,研发了一种赤眼蜂丸... 随着传统化学防治农田螟虫带来一系列生态问题,赤眼蜂杀灭螟虫的生物防治应用越来越广泛。传统赤眼蜂丸投放多采用人工作业,劳动强度大,投放效率低,即便使用无人机抛投,也存在作业精度差、作业效率低等问题。基于此,研发了一种赤眼蜂丸抛投作业的全自动无人机系统,可依据风力、风向自适应调整高能效飞行,实现了依据农田情况和作业条件的农田赤眼蜂丸抛投作业全自动化。 展开更多
关键词 农用无人机 生物防治 路径规划 自适应飞行
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平流层飞艇航迹跟踪鲁棒控制方法
6
作者 赵新运 解春雷 《系统工程与电子技术》 北大核心 2025年第6期2002-2014,共13页
针对具有大惯性、低动态、飞行速度与环境风场在同一量级等特点的平流层飞艇航迹跟踪问题,提出一种平流层飞艇航迹跟踪鲁棒控制方法。通过引入风干扰力和力矩模型,建立精细化风场干扰影响的平流层飞艇动力学模型。针对平流层飞艇制导回... 针对具有大惯性、低动态、飞行速度与环境风场在同一量级等特点的平流层飞艇航迹跟踪问题,提出一种平流层飞艇航迹跟踪鲁棒控制方法。通过引入风干扰力和力矩模型,建立精细化风场干扰影响的平流层飞艇动力学模型。针对平流层飞艇制导回路中的风干扰,提出一种融合扩张状态观测器与模糊逻辑的视线制导律,利用扩张状态观测器实时估计地速侧滑角,消除观测误差对系统造成的干扰,基于模糊逻辑自适应调整前视距离,在不改变远离期望航迹时跟踪误差收敛速度的前提下,进一步减小靠近期望航迹时的振荡。针对平流层飞艇姿态控制回路中的风干扰和气动参数摄动,基于非奇异终端滑模面与模糊变系数双幂次趋近律设计偏航角跟踪控制律,利用扩张状态观测器消除内外扰动对姿态控制回路造成的负面影响,抑制抖振。基于李雅普诺夫理论证明制导律与姿态控制律的稳定性,通过仿真验证所提方法的合理性与有效性,并与传统方法进行仿真对比,验证所提方法有利于提高航迹跟踪的鲁棒性。 展开更多
关键词 平流层飞艇 航迹跟踪 视线制导 扩张状态观测器 滑模控制
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电动载人飞行器抗干扰和容错飞行控制研究
7
作者 王桥 阳晶昇 +1 位作者 闫君丹 梅志成 《教练机》 2025年第3期40-45,共6页
针对电动载人飞行器动力存在的输入饱和问题以及在飞行过程中可能会受到风扰或发生执行器故障等飞行控制难点,开展了电动载人飞行器飞行动力学建模研究,设计了线性自抗扰控制器LADRC,建立了基于姿态LADRC控制器和位置PID控制器的飞行控... 针对电动载人飞行器动力存在的输入饱和问题以及在飞行过程中可能会受到风扰或发生执行器故障等飞行控制难点,开展了电动载人飞行器飞行动力学建模研究,设计了线性自抗扰控制器LADRC,建立了基于姿态LADRC控制器和位置PID控制器的飞行控制模型及其Simulink结构。同时,与传统基于串级PID控制器的飞行控制模型进行了仿真及对比分析,结果验证了PD-LADRC飞行控制模型对电动载人飞行器控制的有效性。 展开更多
关键词 电动载人飞行器 PD-LADRC 抗干扰控制 容错控制 轨迹跟踪
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基于一致性的无人机编队控制策略 被引量：9
8
作者 朱旭 张逊逊 +1 位作者 闫茂德 张昌利 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2016年第8期30-34,共5页
通过无人机编队飞行,可以大幅度提高作战效率。由于编队中各成员之间的通信信息利用不充分,以及传感器测量误差导致的控制精度低的问题。为解决上述问题,提出了基于一致性的三维编队控制策略。通过一致性理论充分利用机间通信信息,并使... 通过无人机编队飞行,可以大幅度提高作战效率。由于编队中各成员之间的通信信息利用不充分,以及传感器测量误差导致的控制精度低的问题。为解决上述问题,提出了基于一致性的三维编队控制策略。通过一致性理论充分利用机间通信信息,并使用协同修正技术抑制测量误差和协同误差,以提高队形保持的精度;采用预定速度和航线作为参考状态来实现航迹控制。仿真结果表明:所提编队控制策略可以实现编队队形的精确保持,使编队位置误差减少了约30%,并且能够准确地跟踪预定航线。 展开更多
关键词 无人机编队 队形保持 航迹跟踪 协同修正技术
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基于GNSS与视觉融合的山地果园无人机航迹控制 被引量：23
9
作者 王东 范叶满 +3 位作者 薛金儒 袁端 沈楷程 张海辉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期20-28,共9页
为精准控制无人机航迹稳定、准确进行山地果园的航空植保作业,以四旋翼无人机为载体,设计了基于GNSS与视觉导航融合的山地果园无人机植保航迹控制系统。该系统由无人机飞行平台和地面控制站两部分组成。其中,无人机平台由四旋翼无人机... 为精准控制无人机航迹稳定、准确进行山地果园的航空植保作业,以四旋翼无人机为载体,设计了基于GNSS与视觉导航融合的山地果园无人机植保航迹控制系统。该系统由无人机飞行平台和地面控制站两部分组成。其中,无人机平台由四旋翼无人机、内环飞控、GNSS移动站、RGB相机、无线视频发射模块和电子罗盘组成;控制站由GNSS基站、飞行控制模块、便携式计算机、无线视频接收模块和视频采集模块组成。基于Python语言,结合Open CV库,设计了果树行识别算法。采用线性组合算法提取目标行作业区域,利用最小二乘法对作业区域中心点进行拟合,得到果树行趋势线,进而计算出偏航角,以实现无人机作业航迹控制。山地苹果园的导航控制试验结果表明,当无人机飞行速度为2 m/s,距离果树冠层高度约2 m,相机倾角为46°,视觉导航控制率为2次/s时,该系统航迹控制误差范围为-47～42 cm,平均误差为-9 cm,系统控制精度较高,可满足无人机对山地果园植保作业的要求。 展开更多
关键词 山地果园 航空植保 无人机 航迹控制 机器视觉 GNSS导航
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无人机航迹预见控制及其仿真研究 被引量：6
10
作者 崔麦会 周建军 陈超 《计算机测量与控制》 CSCD 2005年第5期446-448,共3页
为了最大限度地发挥无人机的性能, 机动快速地配合其它兵种作战, 需要无人机在其有效使用范围内发挥其应有的潜力, 在这方面飞行控制系统的性能起着决定性的作用。本文在对目前无人机航迹控制技术存在问题进行分析的基础上, 利用数字预... 为了最大限度地发挥无人机的性能, 机动快速地配合其它兵种作战, 需要无人机在其有效使用范围内发挥其应有的潜力, 在这方面飞行控制系统的性能起着决定性的作用。本文在对目前无人机航迹控制技术存在问题进行分析的基础上, 利用数字预见控制的理论和方法设计控制算法作为航迹优化措施, 优化无人机的飞行控制性能, 提高其机动性和快速反应能力。仿真结果表明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 预见控制 无人机 仿真研究 航迹 飞行控制系统 快速反应能力 有效使用 控制技术 优化措施 控制算法 控制性能 仿真结果 决定性 机动性
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飞机穿越风切变的非线性动态逆控制 被引量：6
11
作者 陈勇 曹义华 金长江 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第7期1036-1039,共4页
介绍了非线性动态逆的基本原理及其在低空风切变改出飞行中的应用。利用较真实的风切变工程化模型和非线性动态逆方法,对飞机改出低空风切变的控制进行了设计。文中获得了动态逆方法控制下的改出飞行参数曲线,并与其他的改出引导策略的... 介绍了非线性动态逆的基本原理及其在低空风切变改出飞行中的应用。利用较真实的风切变工程化模型和非线性动态逆方法,对飞机改出低空风切变的控制进行了设计。文中获得了动态逆方法控制下的改出飞行参数曲线,并与其他的改出引导策略的结果进行了对比。结果表明,动态逆方法在飞机穿越风切变的轨迹控制过程中实用有效。 展开更多
关键词 飞行控制系统 非线性动态逆控制 飞机 非线性动力学系统 飞行参数
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固定航路最优飞行冲突解脱模型 被引量：10
12
作者 韩云祥 汤新民 韩松臣 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期115-120,126,共7页
针对在固定航路条件下多个航空器之间的冲突解脱问题,提出了改变航向的飞行策略,比较了自由飞行条件下和固定航路飞行条件下的最优飞行冲突解脱模型。以航空器性能和航路空间为约束条件,以冲突解脱时间为目标函数,运用最优化控制理论和... 针对在固定航路条件下多个航空器之间的冲突解脱问题,提出了改变航向的飞行策略,比较了自由飞行条件下和固定航路飞行条件下的最优飞行冲突解脱模型。以航空器性能和航路空间为约束条件,以冲突解脱时间为目标函数,运用最优化控制理论和微分方程,计算了不同初始条件下的总冲突解脱时间。计算结果表明:当航空器的解脱终点从(80,0)变为(65,0)时,总冲突解脱时间减小了32s;当航空器的解脱速度从833km.h-1降低为759km.h-1时,总冲突解脱时间增大了12s;当航空器的初始位置由(20,0)增大为(29,0)时,总冲突解脱时间仅增大了2s。航空器的解脱终点和解脱速度对冲突解脱时间影响较大,而航空器的初始位置对冲突解脱时间影响较小。 展开更多
关键词 航空安全 空中交通管制 飞行轨迹 飞行间隔 冲突解脱 最优控制 固定航路 自由飞行
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时间最优的飞机追踪导引律研究 被引量：5
13
作者 吴文海 刁军 +2 位作者 沈春林 高峰 吴再绪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期1267-1270,共4页
阐述了现代战机导引系统的功能、结构与工作方式。对追踪导引建模之后,假设目标机动轨迹可知,应用最优控制理论,通过巧妙的数学推导和数值计算,研究了追踪时间最优的导引律。针对具体工程实现时理论设计求解中数值计算误差的客观存在,... 阐述了现代战机导引系统的功能、结构与工作方式。对追踪导引建模之后,假设目标机动轨迹可知,应用最优控制理论,通过巧妙的数学推导和数值计算,研究了追踪时间最优的导引律。针对具体工程实现时理论设计求解中数值计算误差的客观存在,又应用预测控制分段计算、滚动优化的思想,对最优导引律作了进一步改进,获得了更为可行实用的优化导引律。仿真研究表明,所设计的优化导引律较各种比例导引律性能更优,捕获目标的时间更短,消耗的能量更少,并能成功应用于载机导引,为新一代战机导引系统的研制与引进飞机的国产化提供了理论参考。 展开更多
关键词 导引律 时间最优 轨迹角控制 目标截获 仿真
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基于黑板模型的飞行作战知识处理系统研究 被引量：4
14
作者 兰勇 李伟华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第10期42-43,145,共3页
文章在分析了无人飞行作战系统功能和领域知识类型的基础上,提出一种基于黑板模型的飞行作战知识处理系统。知识库按系统功能划分为多种知识源,采用框架表示。通过各自的工作黑板与主控黑板通信,完成飞行作战的知识处理,实现飞行作战控制。
关键词 黑板模型 飞行作战 知识处理系统 目标识别 战术决策 专家系统
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无人飞行器航迹优化自校正控制技术 被引量：3
15
作者 钱正祥 王秉君 崔卫兵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期522-524,共3页
本文研究解决现行无人机系统在航迹控制中存在的缺陷问题。在对无人机航迹控制技术存在问题进行分析的基础上 ,利用自校正控制的理论和方法作为航迹优化措施 ,建立无人机航迹优化模型并进行仿真分析。这对于提高无人机的战场机动性和快... 本文研究解决现行无人机系统在航迹控制中存在的缺陷问题。在对无人机航迹控制技术存在问题进行分析的基础上 ,利用自校正控制的理论和方法作为航迹优化措施 ,建立无人机航迹优化模型并进行仿真分析。这对于提高无人机的战场机动性和快速反应能力有着重要的军事应用价值。 展开更多
关键词 无人机 飞行性能 航迹优化 自适应控制
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基于自适应积分滑模的舰载机纵向航迹最优控制 被引量：3
16
作者 陈志刚 韩维 +1 位作者 张勇 陈俊锋 《计算机测量与控制》 2018年第2期82-84,共3页
舰载机进舰着舰飞行航迹控制严重影响着舰精度和着舰安全;通过建立舰载机着舰纵向运动小扰动模型,将航迹运动模型分解为标称模型和不确定项;结合线性二次型调节器(LQR)与自适应积分滑模,设计了舰载机着舰的纵向航迹控制律;采用LQR对标... 舰载机进舰着舰飞行航迹控制严重影响着舰精度和着舰安全;通过建立舰载机着舰纵向运动小扰动模型,将航迹运动模型分解为标称模型和不确定项;结合线性二次型调节器(LQR)与自适应积分滑模,设计了舰载机着舰的纵向航迹控制律;采用LQR对标称模型进行控制,利用自适应积分滑模控制消除不确定项的影响;在不同初始高度误差、舰尾流扰动和甲板运动的工况下,对着舰纵向航迹进行了仿真计算;仿真结果表明,所设计的航迹控制律能够消除初始高度误差、舰尾流扰动和甲板随机运动的影响,实现舰载机纵向航迹的精确跟踪。 展开更多
关键词 舰载机 航迹控制 自适应积分滑模 LQR
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舰载飞机着舰精确轨迹跟踪控制研究 被引量：3
17
作者 袁锁中 杨一栋 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2000年第1期22-25,共4页
根据着舰运动及 H∞ 控制方法概念对用 H∞ 控制方法设计舰载飞机自动着舰导引系统进行了研究 ;并按着舰导引系统的性能要求 ,确定了 H∞ 控制综合模型的结构 ,给出了权阵的选取准则。以 AD-4飞机为例进行了仿真验证 ,仿真结果表明 ,所... 根据着舰运动及 H∞ 控制方法概念对用 H∞ 控制方法设计舰载飞机自动着舰导引系统进行了研究 ;并按着舰导引系统的性能要求 ,确定了 H∞ 控制综合模型的结构 ,给出了权阵的选取准则。以 AD-4飞机为例进行了仿真验证 ,仿真结果表明 ,所设计的自动着舰导引系统能满足着舰要求 。 展开更多
关键词 飞行控制 H∞控制 自动着舰 舰载飞机 导引系统
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无人机航迹角的非线性增益递归滑模控制 被引量：2
18
作者 孙秀霞 刘希 +3 位作者 徐嵩 蔡鸣 高杨军 唐强 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期379-384,共6页
针对固定翼无人机(unmanned aerial vehicles,UAVs)自主着陆过程中的航迹角跟踪控制问题,提出了一种非线性增益递归滑模控制方法。通过引入一个新的非线性增益函数,并设计含有积分项的递归滑模面,在保证航迹角跟踪控制精度的同时有效改... 针对固定翼无人机(unmanned aerial vehicles,UAVs)自主着陆过程中的航迹角跟踪控制问题,提出了一种非线性增益递归滑模控制方法。通过引入一个新的非线性增益函数,并设计含有积分项的递归滑模面,在保证航迹角跟踪控制精度的同时有效改善了控制系统的动态品质,克服了常规动态面控制(dynamic surface control,DSC)方法对于量测噪声敏感、容易引起执行器饱和的缺点。理论证明了所得航迹角跟踪控制系统所有状态半全局一致最终有界,航迹角跟踪误差可以收敛至原点的指定小邻域,且对于非时变干扰和常值指令不存在稳态跟踪误差。在YF-22模型机上进行的数值仿真验证了本文方法的优越性。 展开更多
关键词 航迹角控制 非线性增益 滑模控制 自主着陆
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综合火力／飞行控制系统的一种自调整因子模糊控制 被引量：2
19
作者 徐肖豪 焦华 胡明华 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 1996年第4期568-571,共4页
研究了综合火力／飞行控制系统（ＩＦＦＣＳ）模糊控制器因子的自调整问题。本文用降半凸函数和指数函数来描述量化因子及比例因子与误差ｅ的关系，提出了自调整因子模糊控制的一种设计方法，并进行了计算机仿真验证。仿真结果表明，这... 研究了综合火力／飞行控制系统（ＩＦＦＣＳ）模糊控制器因子的自调整问题。本文用降半凸函数和指数函数来描述量化因子及比例因子与误差ｅ的关系，提出了自调整因子模糊控制的一种设计方法，并进行了计算机仿真验证。仿真结果表明，这一方法的控制效果是较满意的。 展开更多
关键词 火力控制系统 航迹控制 模糊控制 智能控制
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战斗机大幅值机动运动准稳态设计方法 被引量：1
20
作者 彭可茂 申功璋 文传源 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期26-29,共4页
根据战斗机大幅值机动运动特点，提出了准稳态运动概念及其设计方法．以准稳态运动为基准，对其运动非线性分析，并适当简化，生成准稳态运动的期望状态、输出、控制和小扰动线性化模型．采用ＬＱＲ设计方法整定ＰＩＤ调节器参数．由准... 根据战斗机大幅值机动运动特点，提出了准稳态运动概念及其设计方法．以准稳态运动为基准，对其运动非线性分析，并适当简化，生成准稳态运动的期望状态、输出、控制和小扰动线性化模型．采用ＬＱＲ设计方法整定ＰＩＤ调节器参数．由准稳态运动的期望状态、输出、控制和调节器组成系统控制器．分别以四种准稳态运动为基准，设计了大幅值机动运动控制律．在六自由度全量飞机模型上的仿真结果表明，所提出的设计方法是可行的． 展开更多
关键词 飞行控制 航迹控制 战斗机 非线性 准稳态
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