检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2023年第5期44卷 750-759页

作者：刘瑞琦李新飞韩端锋贾定睿尹蒙哈尔滨工程大学船舶工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究极区气垫船在敷雪冰层上运动特性和多操纵面协调控制方法,本文建立了一种极区气垫船的冰面运动学模型,分析了极区运动特点和操纵难点,提出了一种多操纵面气垫船的极区运动控制体系结构,可实现空气桨、空气舵和矢量喷管等6个操... 详细信息

为了研究极区气垫船在敷雪冰层上运动特性和多操纵面协调控制方法,本文建立了一种极区气垫船的冰面运动学模型,分析了极区运动特点和操纵难点,提出了一种多操纵面气垫船的极区运动控制体系结构,可实现空气桨、空气舵和矢量喷管等6个操纵面的协调分配控制。仿真结果表明:极区气垫船在侧风条件下操纵极易发生侧滑和甩尾,本方法可有效解决气垫船极区操纵过程中的航向稳定控制问题,并利用矢量喷管较好地抑制了危险的侧滑运动,分析得到了极区操纵的抗侧风能力曲线,为气垫船在极区的运动控制技术和安全控制策略的研究提供了一种有效与可行解决方法。

关键词：极区气垫船多操纵面运动学模型冰面摩擦阻力路径跟踪侧滑运动航向控制

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多操纵面极区气垫平台路径跟踪及控制方法研究

多操纵面极区气垫平台路径跟踪及控制方法研究

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作者：廖德辉哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

我国对北极地区的研究与探索有着极其迫切的需求,研制一款能够在极地复杂环境下应用的极区气垫破冰/运输平台对我国在极地地区进行科学考察、物资运输、人员转运等都具有非常重要的意义。极区气垫平台和普通的水面气垫船不同,主要在极... 详细信息

我国对北极地区的研究与探索有着极其迫切的需求,研制一款能够在极地复杂环境下应用的极区气垫破冰/运输平台对我国在极地地区进行科学考察、物资运输、人员转运等都具有非常重要的意义。极区气垫平台和普通的水面气垫船不同,主要在极区多界面地形条件下使用,操控难度很高。特别是在敷雪冰层上航行时,由于气垫与冰面的摩擦阻力极小,很容易发生“侧滑”和“甩尾”,具有较高的危险性。本论文以极区气垫平台为研究对象,以理论、仿真和试验为研究手段,主要研究气垫平台在极区敷雪冰层上的运动与操控策略。首先,根据气垫平台在极区的运动机理,建立了极区气垫平台在敷雪冰层上的三自由度数学模型。在北东坐标系和本体坐标系的基础上建立了气垫平台运动学和动力学系统模型;根据试验数据和经验公式建立了冰面载荷模型和风载荷模型;根据推进与操纵系统的安装参数和结构特点建立了推进与操纵系统模型。通过仿真表明所建立的模型较为精确合理。其次,针对极区多界面地形条件,研究了气垫平台在多种工况下的手动操纵策略,包括:前进模式下的直航、制动和小角度转弯性能;倒车模式下的直航、制动和小角度转弯性能;低速回转模式下的大角度回转性能;原地回转模式下的零航速回转性能。在不同模式下分别进行了运动仿真分析,研究了气垫平台在敷雪冰层上的运动与操纵特点。然后,研究了极区气垫平台的自动控制策略。根据气垫平台的极区运动特点和难点,提出极区敷雪冰层上的控制需求;设计了一种考虑多操纵面特性的运动控制器;搭建了极区气垫平台的运动控制系统;设计了气垫平台直线路径跟踪方法;提出了一种极区气垫平台自动/混合控制策略。通过仿真表明,此次研究实现了气垫平台航速和航向的控制,同时实现了多操纵面实时协调分配,并成功抑制了危险的侧滑运动,解决了气垫平台的极区操控难题。最后,运用Qt Creator研发了一套极区气垫平台运动与驾控模拟器。模拟器包括硬件操控平台和仿真显控平台,软件部分将上述提到的多种功能进行整合,可以对气垫平台的工作状态进行实时显示,硬件设备通过操纵杆可模拟实际操控,形成了一套功能比较齐全的运动仿真模拟器。并通过多段直线路径跟踪仿真验证了仿真模拟器的功能。

关键词：极区气垫平台运动学模型多操纵面路径跟踪运动控制仿真模拟器

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一种多操纵面复合控制的动态分配策略研究

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导航定位与授时 2018年第1期5卷 54-59页

作者：何纯王小虎常莹莹张志健北京控制与电子技术研究所

随着航空航天技术的迅速发展,现代飞行器常采用多种操纵面进行控制,以提高飞行性能。基于多操纵面控制的姿态控制系统,需要将控制量在各操纵面之间进行分配。然而由于不同操纵面的执行机构在摆角范围、舵面效能、负载特性等多个方面存... 详细信息

随着航空航天技术的迅速发展,现代飞行器常采用多种操纵面进行控制,以提高飞行性能。基于多操纵面控制的姿态控制系统,需要将控制量在各操纵面之间进行分配。然而由于不同操纵面的执行机构在摆角范围、舵面效能、负载特性等多个方面存在差异,单一的分配策略难以实现姿态控制系统的综合性能最优,甚至会影响到控制系统的稳定性。针对上述问题,提出了一种适应多种约束要求的目标函数构造方法,并在此基础上,研究了自适应动态加权最优分配策略,最后通过数学仿真试验对比验证了该分配策略的有效性。

关键词：姿态控制多操纵面多约束分配策略

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基于多操纵面协调的气垫船增稳控制方法

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中国惯性技术学报 2025年第4期33卷 376-382页

作者：李军范浩宇李伟杜亚震魏彤锦天津航海仪器研究所天津300131 船舶航行控制技术与装备江西省重点实验室九江332007

针对具有混合异类多操纵面的气垫船自动航行稳定性差的问题,提出了一种基于多操纵面协调的气垫船横向稳定性增强控制方法。首先,建立带有艏喷管装置的多操纵面气垫船模型,设计基于S面与积分联合控制的上层航行控制器,求解期望的控制力... 详细信息

针对具有混合异类多操纵面的气垫船自动航行稳定性差的问题,提出了一种基于多操纵面协调的气垫船横向稳定性增强控制方法。首先,建立带有艏喷管装置的多操纵面气垫船模型,设计基于S面与积分联合控制的上层航行控制器,求解期望的控制力和力矩,对气垫船航向稳定及横向稳定进行控制;其次,基于混合异类多操纵面协调控制方法,将期望力和力矩分配到各执行器,实现气垫船增稳控制。仿真结果表明,与常规解耦控制方法相比,多操纵面协调控制方法具有更好的控制效果,在低速转艏时气垫船最大横倾角减小29.6%,最大漂角减小68.8%,航行稳定性明显增强。

关键词：气垫船多操纵面增稳控制协调分配

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多操纵面旋转导弹等效控制性能研究

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现代防御技术 2016年第1期44卷 49-52,66页

作者：张锐李锦北京电子工程总体研究所北京100854

以多操纵面旋转导弹为控制对象,研究多操纵面作用下的旋转导弹控制机理,给出多操纵面旋转导弹等效控制力推导和论证。通过多操纵面形成的等效控制力特性的研究,给出了多操纵面作用下旋转导弹控制效能的变化。

关键词：旋转导弹等效控制力控制效能相位控制多操纵面频谱分析

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多操纵面飞机控制分配方法研究

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飞机工程 2016年第3期 13-16页

作者：申晓明吕新波黄振威中航飞机股份有限公司研发中心陕西西安710089

列举了目前国外典型的多操纵面飞机及其操纵特点,针对该类飞机存在操纵面维数多于控制指令维数的问题,阐述了控制分配的原理和数学表达形式,比较了国内外控制分配问题的解决方法及其优缺点,并给出了控制分配技术的优势和难点,为型号研... 详细信息

列举了目前国外典型的多操纵面飞机及其操纵特点,针对该类飞机存在操纵面维数多于控制指令维数的问题,阐述了控制分配的原理和数学表达形式,比较了国内外控制分配问题的解决方法及其优缺点,并给出了控制分配技术的优势和难点,为型号研制提供参考.

关键词：多操纵面控制分配控制指令

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多操纵面飞机控制分配方法研究

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航空科学技术 2016年第9期27卷 8-11页

作者：申晓明吕新波黄振威中航飞机股份有限公司研发中心陕西西安710089

列举了目前国外典型的多操纵面飞机及其操纵特点,针对该类飞机存在操纵面维数多于控制指令维数的问题,阐述了控制分配的原理和数学表达形式,比较了国内外控制分配问题的解决方法及其优缺点,并给出了控制分配技术的优势和难点,为型号研制提供参考。

关键词：多操纵面控制分配控制指令

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变构型多操纵面RLV进场着陆轨迹优化设计

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北京航空航天大学学报 2015年第12期41卷 2232-2239页

作者：郝现伟王勇杨业郭涛北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航天自动控制研究所北京100854

针对变构型多操纵面可重复使用飞行器(RLV)的进场着陆问题,提出了一种进场着陆轨迹设计方法.将进场着陆轨迹分为深下滑着陆轨迹和拉平着陆轨迹;考虑了气动舵面可操纵偏转限制及深下滑拟平衡约束条件,对深下滑着陆轨迹进行了优化设计;考... 详细信息

针对变构型多操纵面可重复使用飞行器(RLV)的进场着陆问题,提出了一种进场着陆轨迹设计方法.将进场着陆轨迹分为深下滑着陆轨迹和拉平着陆轨迹;考虑了气动舵面可操纵偏转限制及深下滑拟平衡约束条件,对深下滑着陆轨迹进行了优化设计;考虑了RLV气动舵面调节余量和构型变化过程,以起落架放下时间、拉平法向过载及接地状态为约束,基于RLV动力学方程,采用轨迹推演的方法对拉平着陆轨迹进行了优化设计.深下滑着陆轨迹和拉平着陆轨迹组成完整的进场着陆轨迹,所设计的着陆轨迹综合考虑了多种约束条件,提高了着陆过程平稳性和安全性.

关键词：可重复使用飞行器起落架多操纵面轨迹推演进场着陆轨迹

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基于蒙特卡洛的飞机控制分配鲁棒性评估方法

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探测与控制学报 2022年第4期44卷 98-103,110页

作者：王晓光尚永爽杜军贾文铜史静平吕永玺空军工程大学航空工程学院陕西西安710038 中国人民解放军93184部队北京100076 西北工业大学自动化学院陕西西安710072

针对多操纵面飞机控制分配方案缺乏统一的评价准则问题,提出基于蒙特卡洛的控制分配鲁棒性评估方法。首先,基于典型的飞机控制分配模型,借助于飞机飞行品质评估的思想,分析控制分配方法鲁棒性评估的流程;考虑舵面效率的不确定性范围,根... 详细信息

针对多操纵面飞机控制分配方案缺乏统一的评价准则问题,提出基于蒙特卡洛的控制分配鲁棒性评估方法。首先,基于典型的飞机控制分配模型,借助于飞机飞行品质评估的思想,分析控制分配方法鲁棒性评估的流程;考虑舵面效率的不确定性范围,根据鲁棒性要求的精度和置信度确定仿真参数,基于蒙特卡洛方法建立了过驱系统分配方法鲁棒性的评估函数;最后,基于鲁棒性评估方法,实现伪逆法、串接链法和面搜索法三种控制分配方案的鲁棒性能评估。仿真结果验证了该方法的有效性,能够为控制分配鲁棒性评估提供理论支撑和技术手段。

关键词：多操纵面控制分配鲁棒性蒙特卡洛方法

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无尾飞翼飞机多操纵面控制分配技术研究

无尾飞翼飞机多操纵面控制分配技术研究

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作者：屈晓波西北工业大学

学位级别：博士

无尾飞翼飞机通常采用翼身融合多操纵面气动布局，具有高升阻比、低雷达反射截面积，是未来战斗机和其它飞行器的发展方向。多操纵面设计在很大程度上增加了飞行控制系统的控制冗余，提高了飞机的机动性、安全性和可靠性。与传统飞机相... 详细信息

无尾飞翼飞机通常采用翼身融合多操纵面气动布局，具有高升阻比、低雷达反射截面积，是未来战斗机和其它飞行器的发展方向。多操纵面设计在很大程度上增加了飞行控制系统的控制冗余，提高了飞机的机动性、安全性和可靠性。与传统飞机相比，新型的多操纵面飞机具有气动特性复杂、操纵面冗余及气动耦合等特点，将导致控制系统自由度的增加，伺服机构耦合等一系列新的飞行控制问题。因此，如何根据飞行员或者飞控计算机的指令将三轴力矩合理地分配到各个操纵面上去，以保证飞机在飞行包线内具有优异的敏捷性和安全性，成为控制分配研究所要解决的关键问题。　　本论文以作者自行设计的无尾飞翼多操纵面飞机(XQ-6B)为研究对象，针对无尾飞翼多操纵面飞机的气动特性及非线性数学建模、线性过驱动控制分配方法、基于多操纵面控制分配的故障重构、非线性控制分配方法、无尾飞翼飞机航向控制方法、多操纵面飞机飞行控制分配系统设计与品质评价等7个方向的问题进行了深入的探索和研究。本文的主要研究内容和创新点如下：　　1)自行设计了一套无尾飞翼多操纵面无人机系统，利用CFD方法对该飞机平台的基本气动特性、舵面独立偏转的操纵特性进行了数值模拟，获得了飞行包线内的气动数据，并基于此数据建立了该飞机的非线性数学模型;2)对典型的广义逆分配方法、几何类分配方法及数学规划方法进行了详细讨论及研究，提出了一种基于 SQP的包络体坐标变换控制分配方法，该方法能够实现对转矩可达集的完全分配，充分发挥多操纵面对无尾飞翼飞机三轴的操纵能力;3)利用控制分配方法对无尾飞翼多操纵面飞机的故障重构系统设计进行了设计，以伪逆法、基于不动点迭代的二次规划、基于 SQP的包络体坐标变换分配方法为例对舵面松浮、卡死及损失三种典型故障下的重构系统进行了仿真验证。结果表明，基于控制分配的故障重构系统可以弥补飞行控制律对舵面故障处理的不足，保证飞控系统在舵面故障时的控制性能，提高飞机的安全性和可靠性;4)对飞机在低速飞行或较大迎角机动飞行状态下操纵面的舵效随舵偏角变化呈现出的单调非线性、非单调非线性及耦合非线性特性进行了详细讨论，分别给出了相应的解决方法以提高分配求解的精度。为了处理同时存在这三种非线性特性的控制分配问题，本文提出了一种基于舵面位置反馈的非线性控制分配方法，并对该方法的稳定性、稳态误差进行了理论推导和证明。仿真结果表明，该方法可以有效地解决非线性控制分配问题，且具有一定的通用性;5)无尾飞翼飞机在低速飞行或者以较大迎角机动飞行阶段，开裂式阻力方向舵的舵效会出现“死区”和“操纵反效”现象，影响飞行安全。本文对SDR单侧控制、预偏差动组合控制方式的舵效特性进行了详细讨论，提出了一种基于迎角反馈的SDR预偏差动控制方法，并对基于加权伪逆法的飞行控制分配系统进行了非线性仿真和试飞验证。结果表明，该方法可以解决无尾飞翼飞机在低速飞行时的航向控制难题，可实现性好，具有一定的工程应用价值;6)利用伪逆法、加权伪逆法、不动点迭代方法和SQP-CT控制分配方法设计了XQ-6B飞机在SDR对称、非对称偏转控制方式时的多操纵面控制分配系统。应用仿真技术验证了模块化设计方案的可行性，并采用基于最大稳定角速率的品质评价方法对该控制分配系统做出了初步评价。

关键词：无尾飞翼飞机多操纵面控制分配故障重构气动特性

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