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非对称受损飞机多变量模型参考自适应控制

北京航空航天大学学报 2013年第11期39卷 1509-1514页

作者：杨凌宇冷宁张晶申功璋北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室北京100191

针对非对称受损的常规布局飞机,对其自适应控制设计方法与适用条件进行了研究.建立了非对称结构受损飞机的非线性模型,详细讨论了模型的线性化过程以及受损造成的纵、横向间动态耦合项;结合常规布局非对称结构受损飞机的物理特性,对多... 详细信息

针对非对称受损的常规布局飞机,对其自适应控制设计方法与适用条件进行了研究.建立了非对称结构受损飞机的非线性模型,详细讨论了模型的线性化过程以及受损造成的纵、横向间动态耦合项;结合常规布局非对称结构受损飞机的物理特性,对多变量模型参考自适应控制器设计的关键条件:关联矩阵和高频增益矩阵顺序主子式符号的不变性做出了证明,确立了该方法在非对称结构受损飞机上应用的理论可行性;通过仿真验证了MRAC(Model Reference Adaptive Control)方法对非对称结构受损飞机控制的有效性.

关键词：非对称受损飞机多变量模型参考自适应控制高频增益矩阵关联矩阵

飞行器多学科设计优化中迭代更新的近似模型生成方法

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航天控制 2009年第5期27卷 58-64页

作者：孙奕捷申功璋北京航空航天大学自动化学院北京100191

在多学科设计优化中常利用近似模型降低计算量,但传统的近似模型生成方法难以解决近似精度与训练集规模间的矛盾。提出了一种迭代更新的近似模型生成方法,在建立初步的近似模型后,根据梯度、波动等特征产生补充训练集,用于更新近似模型... 详细信息

在多学科设计优化中常利用近似模型降低计算量,但传统的近似模型生成方法难以解决近似精度与训练集规模间的矛盾。提出了一种迭代更新的近似模型生成方法,在建立初步的近似模型后,根据梯度、波动等特征产生补充训练集,用于更新近似模型,从而增强在试验设计中选取训练集的适应性和灵活性,在近似精度与训练集规模之间取得更好的折衷。算例表明该方法的优越性,能有效地应用于实际工程中。

关键词：近似模型试验设计近似梯度多学科设计优化

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面向地面运动目标的无人机协同航迹规划

北京航空航天大学学报 2009年第7期35卷 887-890页

作者：曾佳申功璋夏洁杨凌宇北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

由于现有无人机协同航迹规划主要局限于固定目标,提出了一种面向地面运动目标的无人机协同航迹规划方法.给出面向地面运动目标的无人机协同航迹规划总体方案;采用按时间推进的自规划与同步规划交替进行的协同规划机制,满足协同信息交互... 详细信息

由于现有无人机协同航迹规划主要局限于固定目标,提出了一种面向地面运动目标的无人机协同航迹规划方法.给出面向地面运动目标的无人机协同航迹规划总体方案;采用按时间推进的自规划与同步规划交替进行的协同规划机制,满足协同信息交互存在时间间隔的约束;在规划中将无人机运动与地面目标运动结合并构造适合于地面运动目标的启发函数,利用启发式搜索算法快速生成航迹段;采用分布计算协同变量的方法降低了协同计算量.仿真结果表明该方法可以使无人机通过信息交互和自主分布计算快速生成面向地面运动目标的三维协同航迹,且满足规划的实时性要求.

关键词：无人机航迹规划运动目标

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战斗机大幅值机动运动准稳态设计方法

北京航空航天大学学报 1999年第1期25卷 26-29页

作者：彭可茂申功璋文传源北京航空航天大学

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... 详细信息

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．

关键词：飞行控制航迹控制战斗机非线性准稳态

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带有附加扰动的系统族的鲁棒镇定

北京航空航天大学学报 1999年第3期25卷 334-336页

作者：胡文远文传源申功璋北京航空航天大学自动控制系

考虑线性不确定系统的鲁棒镇定问题，系统的不确定性由参数摄动和附加扰动组成．系统的参数摄动采用凸边界系统族的方法描述，给出了该系统可鲁棒δ镇定的一个充分条件，基于这个结果将不确定系统的鲁棒δ镇定问题转化为一个优化问... 详细信息

考虑线性不确定系统的鲁棒镇定问题，系统的不确定性由参数摄动和附加扰动组成．系统的参数摄动采用凸边界系统族的方法描述，给出了该系统可鲁棒δ镇定的一个充分条件，基于这个结果将不确定系统的鲁棒δ镇定问题转化为一个优化问题，并且进一步证明了该优化问题是凸的，因此其任何一个局部最优点也是全局最优点．算例说明了该方法的有效性．

关键词：不确定系统线性系统鲁棒控制附加扰动

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自动机动轰炸系统进入段轨迹生成研究

北京航空航天大学学报 1999年第3期25卷 351-354页

作者：彭可茂申功璋文传源北京航空航天大学自动控制系

目前综合飞行／火力控制主要研究从瞄准到武器投放的攻击过程，对进入段研究较少．采用手动控制为机翼非水平甩投轰炸方式创造攻击过渡点是非常困难的．进入段自动控制将会为其提供良好的攻击过渡点，并减轻飞行员操纵负担．它的核心问... 详细信息

目前综合飞行／火力控制主要研究从瞄准到武器投放的攻击过程，对进入段研究较少．采用手动控制为机翼非水平甩投轰炸方式创造攻击过渡点是非常困难的．进入段自动控制将会为其提供良好的攻击过渡点，并减轻飞行员操纵负担．它的核心问题是轨迹生成，因此，提出一种简化飞机质点运动模型和最短时间优化控制相结合的方法，生成进入段期望轨迹．该方法能够得到解析表达的期望轨迹参数，并能够满足轨迹生成的实时计算要求．数学仿真表明，所提出的轨迹生成方法为机翼非水平甩投轰炸方式创造了理想的攻击过渡点。

关键词：火力控制系统飞行控制进入段自动轰炸系统

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自主空战决策的试探机动方法及仿真研究

系统仿真学报 2008年第5期20卷 1238-1242,1273页

作者：柳嘉润钟友武张磊申功璋北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院

自主决策是无人作战飞机的关键技术之一。在近距格斗自主决策系统中,对试探机动方法进行了改进,提出了决策触发机制,根据实际战场态势确定决策时机,以适应迅速变化的战场态势;并提出逐级淘汰的战术过程评价方法,以挑选最佳机动。仿真结... 详细信息

自主决策是无人作战飞机的关键技术之一。在近距格斗自主决策系统中,对试探机动方法进行了改进,提出了决策触发机制,根据实际战场态势确定决策时机,以适应迅速变化的战场态势;并提出逐级淘汰的战术过程评价方法,以挑选最佳机动。仿真结果表明,决策触发机制有效,战术过程评价合理,能有效提高空战效能。

关键词：自主空战决策试探机动触发机制战术过程评价

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飞行控制中的一种新型最优控制分配方法

北京航空航天大学学报 2007年第5期33卷 572-576页

作者：杨凌宇高金源申功璋北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

针对新一代多操纵面飞行器的控制分配问题,提出了一种全新的最优控制分配算法——基底排序法.该方法将优化目标按照飞行控制的需求分成控制目标和任务目标两类,以基底的形式对舵面进行重新组合,并按照期望控制目标和任务优化指标进行排... 详细信息

针对新一代多操纵面飞行器的控制分配问题,提出了一种全新的最优控制分配算法——基底排序法.该方法将优化目标按照飞行控制的需求分成控制目标和任务目标两类,以基底的形式对舵面进行重新组合,并按照期望控制目标和任务优化指标进行排序,将冗余优化问题转化成排序问题加以解决.通过与几种常用控制分配方法的比较及多操纵面飞行控制系统的仿真验证,表明基底排序法能在准确实现期望目标的同时获得更好的任务目标分配结果,构成的控制系统能按期望要求准确、快速地跟踪指令信号,并可有效地抑制飞机各控制通道之间的影响.

关键词：飞行控制系统最优控制分配冗余

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结构受损飞机动力学模型与飞行控制方法

北京航空航天大学学报 2013年第2期39卷 154-158页

作者：钟友武倪少波杨凌宇申功璋北京航天自动控制研究所北京100854 北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室北京100191

为实现对结构部分受损飞机的安全控制,建立了其动力学模型,通过分析将结构受损飞机的旋转运动分解为正常飞机旋转运动和由于受损引起的扰动运动,将结构受损飞机的控制转化为对扰动等不确定性因素的抑制问题.提出了一种基于扩张状态观测... 详细信息

为实现对结构部分受损飞机的安全控制,建立了其动力学模型,通过分析将结构受损飞机的旋转运动分解为正常飞机旋转运动和由于受损引起的扰动运动,将结构受损飞机的控制转化为对扰动等不确定性因素的抑制问题.提出了一种基于扩张状态观测器的轨迹线性化控制方法进行飞行控制律设计,使系统具有较强的鲁棒性.仿真结果表明:当飞机右侧机翼缺损15%半翼展长时,控制系统能实现结构受损飞机的解耦控制,角速度响应能较好地跟踪指令,有效抑制了结构受损带来的不确定性和扰动.

关键词：结构受损动力学模型飞行控制扩张状态观测器轨迹线性化控制