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平流层演示验证飞艇实时仿真平台设计

计算机仿真 2013年第7期30卷 55-59页

作者：惠光飞陈丽段登平上海交通大学航空航天学院上海200240

在平流层飞艇的设计和研究中,飞行仿真可以有效验汪飞艇的动力学模型、控制器设计,检验飞艇的操纵性、飞行稳定性。同时,实时仿真技术可以提高飞艇性能,缩短研制周期。为解决上述问题,提出通过搭建飞艇的实时仿真平台,实现飞行仿真和实... 详细信息

在平流层飞艇的设计和研究中,飞行仿真可以有效验汪飞艇的动力学模型、控制器设计,检验飞艇的操纵性、飞行稳定性。同时,实时仿真技术可以提高飞艇性能,缩短研制周期。为解决上述问题,提出通过搭建飞艇的实时仿真平台,实现飞行仿真和实时仿真技术的统一。针对上海交通大学"致远一号"平流层演示验证飞艇,使用xPC target搭建了飞艇的实时仿真平台,完成了利用Simulink软件的动力学建模和控制系统设计,同时利用Flightgear飞行模拟器为仿真系统设计开发了视景仿真系统。进行仿真的结果显示,系统较好的实现了飞艇从上升到返回全过程飞行任务,视景系统直观准确地显示了飞艇在仿真过程中的状态变化,并可以为后续研究工作提供了依据。

关键词：平流层演示验证飞艇动力学建模实时仿真视景系统

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飞艇平流层风场空中驻留状态估计研究

计算机仿真 2018年第12期35卷 55-59页

作者：王鑫周平方段登平上海交通大学航空航天学院上海200240

平流层飞艇可携带大载荷实现长时间悬停,是理想的高分辨率对地观测平台。飞艇悬停需要对环境风场和飞行参数进行精确地感知,因此对环境风场的感知与飞艇自身状态的估计是定点悬停的一大难点。传统测量手段测量精度低,不能解决风场与飞... 详细信息

平流层飞艇可携带大载荷实现长时间悬停,是理想的高分辨率对地观测平台。飞艇悬停需要对环境风场和飞行参数进行精确地感知,因此对环境风场的感知与飞艇自身状态的估计是定点悬停的一大难点。传统测量手段测量精度低,不能解决风场与飞艇自身运动造成的数据耦合问题。针对上述问题,研究了一种综合惯导、GPS和风速风向仪数据,根据飞行动力学方程,利用无迹卡尔曼滤波来估计风场环境和自身状态的方法。上述方法克服了普通直接测量元件精度较低的问题。根据验证飞行获取的数据进行的仿真表明,上述方法估计精度高,实时性好,具备较高的工程应用价值。

关键词：飞艇迎角/侧滑角风场无迹卡尔曼滤波

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引入虚拟特征参数的混合实时任务调度及应用

计算机应用研究 2013年第4期30卷 1004-1006,1020页

作者：胡艳雄赵维娜周平方段登平上海交通大学航空航天学院上海200240

提出了在实时环境下周期任务与非周期任务混合调度的一种新方法。引入非周期实时任务虚拟截止期、虚拟周期的特征参数,综合考虑各实时任务的多特征参数进行优先级设计,克服了单独考虑任务的个别参数以及忽略非周期任务自身特征的调度策... 详细信息

提出了在实时环境下周期任务与非周期任务混合调度的一种新方法。引入非周期实时任务虚拟截止期、虚拟周期的特征参数,综合考虑各实时任务的多特征参数进行优先级设计,克服了单独考虑任务的个别参数以及忽略非周期任务自身特征的调度策略的局限性及调度风险,且能够尽可能地加快非周期任务的响应速度,提高系统整体的调度性能。将该方法在RT-Linux实时环境中实现,并针对无人飞艇的自动驾驶仪进行了任务实例的可调度性测试,证明了该调度策略的可行性。

关键词：无人飞艇自动驾驶仪非周期任务实时调度虚拟特征参数

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低空无人飞艇运动配平和控制器设计研究

系统仿真学报 2009年第10期21卷 3035-3038,3043页

作者：丁秋峰陈丽段登平上海交通大学空天科学技术研究院上海200240

建立了某低空无人飞艇六自由度非线性动力学模型。以稳态直线前飞为例,考虑执行器饱和约束下的配平,分析了运动所需满足的条件以及力和力矩平衡,采用数值迭代法求解不同前飞速度下的平衡点,并分别给出了静态重量不同和重心位置不同时的... 详细信息

建立了某低空无人飞艇六自由度非线性动力学模型。以稳态直线前飞为例,考虑执行器饱和约束下的配平,分析了运动所需满足的条件以及力和力矩平衡,采用数值迭代法求解不同前飞速度下的平衡点,并分别给出了静态重量不同和重心位置不同时的配平比较结果;用PID及其改进算法设计了控制律,实现了前飞和偏航运动,并验证了所设计控制器具有较好的扰动抑制能力。

关键词：无人飞艇配平稳态直线前飞变速积分PID

基于多面体系统表征的不确定性系统的鲁棒故障检测

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化工自动化及仪表 2009年第5期36卷 21-24页

作者：王曰英周平方陈丽段登平上海交通大学航空航天学院上海200240

采用直接估计故障的方法研究用多面体系统表示的模型不确定性系统的鲁棒故障检测问题。基于全阶滤波器构造残差产生系统,采用线性矩阵不等式方法,推导出故障检测滤波器存在的充分条件。实例仿真结果表明,设计得到的故障检测滤波器能够... 详细信息

采用直接估计故障的方法研究用多面体系统表示的模型不确定性系统的鲁棒故障检测问题。基于全阶滤波器构造残差产生系统,采用线性矩阵不等式方法,推导出故障检测滤波器存在的充分条件。实例仿真结果表明,设计得到的故障检测滤波器能够很好地复现故障信号,并对外界扰动信号和系统的不确定性具有鲁棒性。

关键词：不确定性系统多面体系统鲁棒故障检测滤波器线性矩阵不等式

基于二阶近似积分不等式的时滞系统稳定性分析

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科学技术与工程 2020年第22期20卷 9097-9101页

作者：王楠龚德仁许光坦段登平上海交通大学航空航天学院上海200240

提出了一种新的积分不等式,称为二阶近似积分不等式(second-order approach integral inequality,SAII)。著名的积分不等式如Jensen不等式和基于Wirtinger的不等式均是本文所提的二阶近似积分不等式的特例,并且进一步证明了Jensen不等式... 详细信息

提出了一种新的积分不等式,称为二阶近似积分不等式(second-order approach integral inequality,SAII)。著名的积分不等式如Jensen不等式和基于Wirtinger的不等式均是本文所提的二阶近似积分不等式的特例,并且进一步证明了Jensen不等式和Wirtinger不等式分别是所提不等式的零阶和一阶近似。在所提二阶近似积分不等式基础上,提出了一种适用于时滞系统的稳定性判据。最后,算例表明了该方法的有效性和优越性。

关键词：线性参数系统线性系统的稳定性时滞系统线性矩阵不等式

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多螺旋桨太阳能无人机俯仰控制方法研究

计算机仿真 2015年第2期32卷 53-56页

作者：孙诚骁周平方段登平上海交通大学航空航天学院上海200240

在太阳能无人机飞行俯仰控制的研究中,为更好地满足太阳能无人机长航时的飞行要求,提出一种采用由多螺旋桨差动推力产生俯仰力矩从而达到俯仰控制效果的新型控制方法。太阳能无人机机翼的柔性结构特点造成飞行过程中螺旋桨产生纵向位移... 详细信息

在太阳能无人机飞行俯仰控制的研究中,为更好地满足太阳能无人机长航时的飞行要求,提出一种采用由多螺旋桨差动推力产生俯仰力矩从而达到俯仰控制效果的新型控制方法。太阳能无人机机翼的柔性结构特点造成飞行过程中螺旋桨产生纵向位移,为多螺旋桨差动控制提供了基础。由于多螺旋桨是过操纵机构,引入加权伪逆方法对多螺旋桨输入冗余进行控制分配,并与传统的升降舵LQR控制方法进行对比分析。仿真结果表明,多螺旋桨差动推力俯仰控制方法能达到良好的控制效果,且比传统升降舵控制更符合太阳能无人机飞行特点和可靠性要求,为太阳能无人机实现无气动舵面飞行控制提供了理论依据。

关键词：太阳能无人机多螺旋桨差动推力柔性机翼控制分配

基于改进型离散Wirtinger型不等式的时变时滞系统稳定性分析

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微电子学与计算机 2019年第10期36卷 21-26页

作者：田海生龚德仁王楠段登平上海交通大学航空航天学院

针对离散时变时滞系统的稳定性问题,采用改进型离散Wirtinger不等式方法进行研究,获得了一个保守性更低的稳定性判据.首先构造了一个新的辅助向量函数,利用正定矩阵的二次型都是正值的特性,提出了改进型Wirtinger不等式,获得了比传统的... 详细信息

针对离散时变时滞系统的稳定性问题,采用改进型离散Wirtinger不等式方法进行研究,获得了一个保守性更低的稳定性判据.首先构造了一个新的辅助向量函数,利用正定矩阵的二次型都是正值的特性,提出了改进型Wirtinger不等式,获得了比传统的方法如离散Jensen不等式、离散Wirtinger不等式更好的求和逼近结果.在此基础上,构建了合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,应用改进型离散Wirtinger不等式从而获得有更低保守性的稳定性判据,最终利用两个数值仿真完成验证.验证结果表明,利用新方法得到的时滞上界要大于现有的不等式方法,更接近理论值,从而表明了本文方法的有效性和优越性.

关键词：线性离散时滞系统改进型离散Wirtinger不等式稳定性分析 Lyapunov-Krasovskii泛函法

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基于视觉的折射误差校正在位移测量中的研究

仪表技术与传感器 2021年第2期 104-108页

作者：赵柳月王全保周平方段登平上海交通大学航空航天学院上海200240

非常温环境中,保温装置的光学玻璃给摄影测量引入了玻璃折射误差。为了解决折射误差对位移测量精度影响,通过折射光路分析得到偏移误差模型,并结合曲面拟合法提出校正方法。实验表明,折射误差只与玻璃参数(折射率和厚度)和拍摄距离有关... 详细信息

非常温环境中,保温装置的光学玻璃给摄影测量引入了玻璃折射误差。为了解决折射误差对位移测量精度影响,通过折射光路分析得到偏移误差模型,并结合曲面拟合法提出校正方法。实验表明,折射误差只与玻璃参数(折射率和厚度)和拍摄距离有关,且校正后的测量方法可以有效地改善玻璃折射影响,提高位移测量精度。

关键词：数字图像相关方法玻璃折射误差校正位移测量精度保温装置