检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2016年第6期31卷 1065-1072页

作者：邵壮祝小平周洲张波王彦雄西北工业大学无人机特种技术重点实验室西安710065 西北工业大学无人机研究所西安710065

针对无人机编队沿参考轨迹飞行时遭遇突发障碍物而发生碰撞的问题,提出一种可实时避障及机间避碰的分布式编队保持算法.基于虚拟结构编队策略,采用非线性模型预测控制(NMPC)方法设计分布式编队控制器.为了实现通讯延迟下的机间避碰,采... 详细信息

针对无人机编队沿参考轨迹飞行时遭遇突发障碍物而发生碰撞的问题,提出一种可实时避障及机间避碰的分布式编队保持算法.基于虚拟结构编队策略,采用非线性模型预测控制(NMPC)方法设计分布式编队控制器.为了实现通讯延迟下的机间避碰,采用基于不同优先级的改进避碰惩罚策略.仿真结果表明,所设计的分布式编队控制器能保证编队及时避开环境中的突发障碍物,且无人机间不发生互碰,避障后的各编队继续以原队形沿参考轨迹飞行.

关键词：无人机编队飞行虚拟结构非线性模型预测控制避障避碰

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快速super twisting算法及其在飞翼布局无人机姿态控制上的应用

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控制与决策 2016年第1期31卷 143-148页

作者：谭健周洲祝小平许晓平西北工业大学无人机特种技术重点实验室西安710072 西北工业大学无人机研究所西安710065

通过在super twisting算法中增加线性项,提出一种快速super twisting算法,并采用Lyapunov方法证明了受扰快速super twisting算法具有比受扰super twisting算法更优良的收敛特性.将该算法应用于存在干扰的飞翼布局无人机姿态控制,设计快... 详细信息

通过在super twisting算法中增加线性项,提出一种快速super twisting算法,并采用Lyapunov方法证明了受扰快速super twisting算法具有比受扰super twisting算法更优良的收敛特性.将该算法应用于存在干扰的飞翼布局无人机姿态控制,设计快速super twisting观测器以实现对干扰的快速估计和补偿.仿真结果表明,在相同的控制器参数下,相比super twisting观测器,快速super twisting观测器的收敛速度更快,可提高姿态控制系统的鲁棒性.

关键词：飞翼布局无人机 super-twisting算法快速super-twisting算法干扰观测器

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太阳能无人机低雷诺数翼型气动特性研究

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西北工业大学学报 2014年第2期32卷 163-168页

作者：王科雷周洲甘文彪许晓平西北工业大学无人机特种技术重点实验室陕西西安710065

以高空低速太阳能无人机翼型研究为背景,对大弯度高升力翼型在一定雷诺数范围内的流动特性进行了研究。采用求解k-kl-w湍流模型的雷诺平均N-S方程有限体积法,对SD7037翼型进行了数值模拟,在排除网格效应影响的基础上,针对较大范围内的... 详细信息

以高空低速太阳能无人机翼型研究为背景,对大弯度高升力翼型在一定雷诺数范围内的流动特性进行了研究。采用求解k-kl-w湍流模型的雷诺平均N-S方程有限体积法,对SD7037翼型进行了数值模拟,在排除网格效应影响的基础上,针对较大范围内的低雷诺数复杂流动问题,验证了该湍流模型的适用性与准确性;针对翼型受力特性,分析了气动力随雷诺数变化的趋势;基于典型雷诺数下翼型绕流结构变化,研究了翼型产生高升力的流动特征;通过进一步研究升力非线性特征,揭示了较大迎角下翼型失速特征的流动机理。

关键词：低雷诺数气动性能流动机理非线性失速分离

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基于直接力控制的阵风响应及阵风减缓研究

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空气动力学学报 2012年第1期30卷 101-107页

作者：许晓平周洲王军利西北工业大学无人机特种技术重点实验室陕西西安710072

考察某无人机模型的阵风气动响应特性和基于直接力操纵的阵风减缓效果。在求解非定常Euler方程时引入"网格速度"方法模拟阵风边界条件,通过动态嵌套网格技术实现舵面运动。首先对NACA0006翼型迎角阶跃型阵风的气动力响应进行... 详细信息

考察某无人机模型的阵风气动响应特性和基于直接力操纵的阵风减缓效果。在求解非定常Euler方程时引入"网格速度"方法模拟阵风边界条件,通过动态嵌套网格技术实现舵面运动。首先对NACA0006翼型迎角阶跃型阵风的气动力响应进行了验证计算,计算结果与理论结果、文献计算结果吻合良好。在此基础上对某无人机模型在迎角阶跃型、One-minus-cosine型阵风作用下的气动力响应过程进行了数值模拟,并分析评估了不同舵面运动方式对飞机气动性能的影响。最终研究比较了不同舵面运动方式下阵风气动响应的减缓效果。结果表明:通过合理设计舵面运动,可以有效达到抑制阵风引起的非定常气动干扰的目的。

关键词：阵风响应阵风减缓气动特性非定常数值模拟

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一种考虑交叉耦合效应的飞翼布局飞机控制分配方法

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西北工业大学学报 2014年第1期32卷 69-74页

作者：徐明兴祝小平周洲王怿张波西北工业大学无人机特种技术重点实验室陕西西安710072 西北工业大学无人机所陕西西安710072

大展弦比飞翼布局飞机采用开裂式方向舵进行航向与阻力控制,开裂式方向舵大张角情况下与临近舵面间存在舵效的交叉耦合。交叉耦合力矩非线性特性突出,采用基于线性模型的控制分配方法会产生一定的分配误差。序列线性规划法可以解决考虑... 详细信息

大展弦比飞翼布局飞机采用开裂式方向舵进行航向与阻力控制,开裂式方向舵大张角情况下与临近舵面间存在舵效的交叉耦合。交叉耦合力矩非线性特性突出,采用基于线性模型的控制分配方法会产生一定的分配误差。序列线性规划法可以解决考虑交叉耦合效应的分配问题,但对耦合力矩数学形式要求严格且求解需进行多次线性规划,实时性较差。给出了一种基于补偿的线性规划法,该方法的用舵量要大于序列线性规划法,但实时性要明显好于序列线性规划法且对交叉耦合力矩的数学形式没有固定要求。

关键词：飞翼布局飞机开裂式方向舵交叉耦合控制分配序列线性规划

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基于纵向直接力控制的飞翼布局无人机紊流减缓

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西北工业大学学报 2014年第5期32卷 675-681页

作者：张波祝小平周洲徐明兴西北工业大学无人机特种技术重点实验室陕西西安710072 西北工业大学无人机所陕西西安710072

飞翼布局无人机在大气紊流中飞行会受到较大的紊流载荷,而受限于自身构型和舵面配置,无法采用传统控制方案进行紊流载荷减缓。分析了飞翼布局无人机的舵面气动特性,提出一种多组舵面配合产生纵向直接控制力的垂直紊流减缓方案,并采用自... 详细信息

飞翼布局无人机在大气紊流中飞行会受到较大的紊流载荷,而受限于自身构型和舵面配置,无法采用传统控制方案进行紊流载荷减缓。分析了飞翼布局无人机的舵面气动特性,提出一种多组舵面配合产生纵向直接控制力的垂直紊流减缓方案,并采用自抗扰控制技术设计了非线性控制器,在线估计系统误差和紊流扰动,并进行补偿控制。仿真结果表明:飞翼布局无人机采用直接力控制方案,并加入该非线性控制器后,能显著减缓在大气紊流中飞行中的法向过载,同时保证姿态和航迹稳定。

关键词：无人机飞翼布局直接力控制紊流减缓自抗扰控制非线性控制

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基于机翼-帆尾的高纬度跨年驻留太阳能飞机总体参数设计方法

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航空学报 2014年第6期35卷 1592-1603页

作者：昌敏周洲王睿西北工业大学无人机特种技术重点实验室陕西西安710065

拓展太阳能飞机在较高纬度地区的跨年驻留性能有助于促成太阳能飞机的广泛实用化。建立了适用于任意高度、任意纬度、任意指向的光伏组件面功率模型,并考虑了光伏组件的温度效应,通过能量仿真得出:在方位角跟踪方式下,滚偏角为90°... 详细信息

拓展太阳能飞机在较高纬度地区的跨年驻留性能有助于促成太阳能飞机的广泛实用化。建立了适用于任意高度、任意纬度、任意指向的光伏组件面功率模型,并考虑了光伏组件的温度效应,通过能量仿真得出:在方位角跟踪方式下,滚偏角为90°的主动式光伏组件的日均面功率最优。然后在布局与能源综合设计思想指导下,建立了一套基于机翼-帆尾的太阳能飞机总体参数设计方法,其组成模块包括各部件质量方程、气动效率方程、用于构建气动布局参数与全机光伏组件面功率特性之间映射关系的Kriging代理模型,以及参与总体参数匹配优化设计的量子粒子群优化(QPSO)算法及其多目标评价函数。面向高纬度与跨年驻留的设计指标,开展了机翼-帆尾太阳能飞机的方案实例设计,其中驻留纬度与高度指标分别为45°N和18km。详细分析了此方案在23.5°N^55°N纬度域内的可持续高度包线。研究结果表明:与传统布局形式相比,机翼-帆尾布局形式大幅提升了高纬度地区冬季附近的光伏组件面功率,有效地减小了翼展尺度、机翼面积并提升了巡航速度,具有良好的应用优势。方案设计实例也验证了基于机翼-帆尾的太阳能飞机总体参数设计方法的可行性。

关键词：能量平衡光伏组件太阳能飞机跟踪方式高纬度驻留帆尾总体参数平流层

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一种基于微波暗室的大角域卫星导航接收机测试场景构建方法

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红外与激光工程 2014年第9期43卷 2986-2991页

作者：郭淑霞张宁袁春娟西北工业大学无人机特种技术重点实验室陕西西安710065

提出了一种基于微波暗室的大角域测试场景构建方法,该方法利用已有42°射频面阵,采用多状态联合校准方法对面阵天线单元到接收机的信号幅度和相位进行校准,以及采用灰色关联分析方法将外界环境下的卫星星座、动态干扰在微波暗室内... 详细信息

提出了一种基于微波暗室的大角域测试场景构建方法,该方法利用已有42°射频面阵,采用多状态联合校准方法对面阵天线单元到接收机的信号幅度和相位进行校准,以及采用灰色关联分析方法将外界环境下的卫星星座、动态干扰在微波暗室内实现逼真映射,构造最大视场角为160°的半实物抗干扰测试场景。仿真测试结果表明:暗室天线单元与实际场景下的卫星星座在角域关系下最大误差在高增益3dB波束宽度内,暗室模拟的动态干扰与实际环境下到达接收机的功率基本一致;最后实现了对多波束抗干扰接收机的测试,并通过干信比与有效载噪比的关系曲线说明了该方法能够在室内实现导航接收机测试环境的逼近模拟,并准确地测试出多波束接收机的抗干扰性能。

关键词：卫星导航接收机大角域多状态联合校准灰色关联分析场景映射

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基于双向耦合补偿的超材料传输/反射法

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电波科学学报 2014年第1期29卷 40-46页

作者：徐含乐祝小平周洲胡楚锋西北工业大学无人机特种技术重点实验室陕西西安710072

在未考虑超材料中结构单元间耦合作用的情况下,传统传输/反射法在提取整体材料的等效电磁参数时会出现误差.针对该问题,对超材料中不同方向单元耦合及其补偿方法进行了讨论,提出一种基于双向耦合补偿的改进传输/反射法.与传统方法相比,... 详细信息

在未考虑超材料中结构单元间耦合作用的情况下,传统传输/反射法在提取整体材料的等效电磁参数时会出现误差.针对该问题,对超材料中不同方向单元耦合及其补偿方法进行了讨论,提出一种基于双向耦合补偿的改进传输/反射法.与传统方法相比,该方法可有效预测超材料中多个谐振区域,更准确地提取整体材料参数;其仿真结果能与Ansoft HFSS软件计算结果很好地吻合;由于采用了局部建模,显著降低了其相应的计算时间及硬件要求.

关键词：超材料传输反射法 S参数耦合补偿

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基于凯恩方程的无人机伞降回收动力学建模与仿真

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北京航空航天大学学报 2019年第6期45卷 1256-1265页

作者：吴翰王正平周洲王睿西北工业大学无人机特种技术国防科技重点实验室

在无人机的伞降回收过程中,无人机与降落伞一直都处于实时的动平衡状态,两者在伞降回收过程中的耦合关系及其复杂,因此很难建立精准的无人机伞降回收动力学模型。针对该问题,将伞降回收系统划分为降落伞和无人机分别进行处理。针对时变... 详细信息

在无人机的伞降回收过程中,无人机与降落伞一直都处于实时的动平衡状态,两者在伞降回收过程中的耦合关系及其复杂,因此很难建立精准的无人机伞降回收动力学模型。针对该问题,将伞降回收系统划分为降落伞和无人机分别进行处理。针对时变对象降落伞,通过阻力面积随充气时间的变化关系建立其动力学模型。针对无人机,首先,基于多体动力学思路,将其划分为左右机翼和机身的多体系统,通过平板绕流系数优化其伞降过程中的大迎角动力学模型;然后,通过偏速度矩阵将各体的动力学模型引入伞降回收系统质心;最终,基于凯恩方程推导并建立了伞降回收系统六自由度模型,并引入海拔高度和风力对无人机伞降回收的影响。通过数值仿真与实验数据的对比,可以发现两者具有较好的一致性,该动力学模型能够为无人机的伞降回收提供指导。

关键词：伞降回收飞翼无人机凯恩方程多体系统动力学建模

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