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基于Dubins路径的空中加油自主会合制导与控制

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哈尔滨工程大学学报 2016年第8期37卷 1081-1088页

作者：龚全铨袁锁中张进南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106

针对空中加油过程中,受油机需要在最短时间内与加油机完成会合的情况,设计了一种基于Dubins路径的航路规划方法。该方法利用Dubins路径的原理,结合受油机的飞行性能和最小转弯半径等因素,计算出一条最短的会合轨迹,并给出轨迹上的预计... 详细信息

针对空中加油过程中,受油机需要在最短时间内与加油机完成会合的情况,设计了一种基于Dubins路径的航路规划方法。该方法利用Dubins路径的原理,结合受油机的飞行性能和最小转弯半径等因素,计算出一条最短的会合轨迹,并给出轨迹上的预计转弯点和预计会合点作为受油机的目标路径点,这样提高了飞行效率减小会合时间。采用比例制导方法设计了受油机的制导指令,并采用基于RBF神经网络的backstepping方法设计了受油机非线性控制律。以受油机主动会合为例进行了仿真,结果表明该方法能够引导受油机实现与加油机的会合,且路径时间最短。

关键词：空中加油 Dubins路径比例制导自主会合不确定性 RBF神经网络 backstepping控制

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舰载机理想着舰点垂直运动的预估与补偿

航空学报 2013年第7期34卷 1663-1669页

作者：周鑫彭荣鲲袁锁中南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

理想着舰点的垂直运动是影响着舰精度和安全的一个主要因素,因此必须加强舰载机对理想着舰点垂直运动的同步跟踪能力。为此,提出对理想着舰点垂直运动的位置和速度信号进行预估和补偿的方法,将垂直运动的位置和速度信号经过预估和补偿... 详细信息

理想着舰点的垂直运动是影响着舰精度和安全的一个主要因素,因此必须加强舰载机对理想着舰点垂直运动的同步跟踪能力。为此,提出对理想着舰点垂直运动的位置和速度信号进行预估和补偿的方法,将垂直运动的位置和速度信号经过预估和补偿后分别引入到纵向自动着舰引导系统和飞控系统的垂向速度通道中,使得舰载机可以准确跟踪理想着舰点的垂直运动,以减小甲板运动对着舰的影响。针对不同海况条件,对设计的补偿器和预估器进行仿真验证,并与其他方法进行比较。结果表明本文提出的理想着舰点垂直运动预估与补偿方法可有效地补偿由甲板运动引起的着舰误差,显著提高了着舰的安全性和精确性。

关键词：舰载机着舰理想着舰点运动预估运动补偿自动着舰引导系统

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空中加油软管-锥套空中飘摆运动建模与控制

系统仿真学报 2016年第2期28卷 388-395页

作者：张进袁锁中龚全铨南京航空航天大学自动化学院南京210016

软管-锥套随加油机在空中飞行时产生的飘摆运动增加了受油机安全准确地对接加油锥套的难度,采用多刚体动力学建立空中加油软管-锥套在尾涡流场及大气紊流下的空中飘摆运动的数学模型,分析了加油机在不同飞行条件下软管-锥套的平衡拖拽... 详细信息

软管-锥套随加油机在空中飞行时产生的飘摆运动增加了受油机安全准确地对接加油锥套的难度,采用多刚体动力学建立空中加油软管-锥套在尾涡流场及大气紊流下的空中飘摆运动的数学模型,分析了加油机在不同飞行条件下软管-锥套的平衡拖拽尾迹以及气流对软管-锥套的影响。为了减小软管-锥套空中飘摆运动的幅度,对软管-锥套运动设计了控制器。在对非线性模型线性化及降阶处理的基础上,设计了PID(proportion-integration-differentiation)控制器。仿真表明所设计的控制器能有效减小软管-锥套的运动幅度,从而能够降低空中加油对接的难度,提高空中加油的安全性。

关键词：空中加油软管-锥套飘摆运动多刚体动力学 PID控制器

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舰载机着舰纵向甲板运动预估及补偿技术

南京航空航天大学学报 2013年第5期45卷 599-604页

作者：周鑫彭荣鲲袁锁中江驹南京航空航天大学自动化学院南京210016

纵向甲板运动造成了理想着舰点高度的变化,是影响舰载机安全着舰的一个主要因素。为了减小纵向甲板运动对着舰的影响,本文提出了对纵向甲板运动进行预估和补偿的方法。基于超前网络设计了甲板运动补偿器,基于粒子滤波设计了甲板运动预估... 详细信息

纵向甲板运动造成了理想着舰点高度的变化,是影响舰载机安全着舰的一个主要因素。为了减小纵向甲板运动对着舰的影响,本文提出了对纵向甲板运动进行预估和补偿的方法。基于超前网络设计了甲板运动补偿器,基于粒子滤波设计了甲板运动预估器,将甲板运动信号经过预估器和补偿器后接入纵向自动着舰引导系统,使得舰载机在着舰最后阶段可以准确跟踪甲板运动,以减小甲板运动对着舰的影响。针对不同的海况条件,对本文设计的预估器和补偿器进行了仿真验证,并与其他方法进行了比较。结果表明,本文设计的纵向甲板运动预估器和补偿器可以有效补偿由甲板运动引起的着舰误差,显著提高了着舰的安全性和准确性。

关键词：甲板运动预估甲板运动补偿粒子滤波自动着舰引导系统

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舰载飞机着舰精确轨迹跟踪控制研究

飞行力学 2000年第1期18卷 22-25页

作者：袁锁中杨一栋南京航空航天大学自动控制系南京210016

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... 详细信息

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。

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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基于网络的飞行传感器仿真系统研究

数据采集与处理 2001年第4期16卷 446-450页

作者：陈欣袁锁中夏云程南京航空航天大学自动化学院南京210016

提出了一种基于 TCP/ IP协议的传感器仿真系统 ,模拟无人机实际飞行中各类传感器的信号和电气特性。

关键词：飞行控制 TCP/IP协议局域网飞行传感器仿真系统飞机

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基于参考观测器的无人直升机航迹跟踪控制

兵工自动化 2011年第2期30卷 58-61页

作者：张瑾袁锁中南京航空航天大学自动化学院南京210016

为实现无人直升机在工程应用中的精确航迹跟踪控制,从工程应用的角度提出基于参考观测器的航迹跟踪控制方法。根据航迹指令,通过参考观测器实时估算出无人直升机期望跟踪的状态量与控制量,作为航迹跟踪控制器的参考输入,再利用全状态反... 详细信息

为实现无人直升机在工程应用中的精确航迹跟踪控制,从工程应用的角度提出基于参考观测器的航迹跟踪控制方法。根据航迹指令,通过参考观测器实时估算出无人直升机期望跟踪的状态量与控制量,作为航迹跟踪控制器的参考输入,再利用全状态反馈控制,操纵直升机跟踪期望的航迹,并以某型直升机为控制对象,在典型机动下进行航迹跟踪控制仿真验证。结果表明,该系统具有良好的航迹跟踪性能,且算法简单,易于实现。

关键词：无人直升机航迹跟踪控制观测器最优控制

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基于视觉的无人直升机着陆位姿参数估计方法

计算机应用与软件 2013年第11期30卷 21-23页

作者：陈丽娟周鑫袁锁中王从庆南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

针对无人直升机的着陆过程,设计一种由同心圆和矩形组成的人工地标,并基于该地标给出一套无人直升机位姿参数估计的方法。该参数估计方法首先在图像中通过检测同心圆来确定目标区域,然后在区域内提取人工地标的特征点,最后利用特征点通... 详细信息

针对无人直升机的着陆过程,设计一种由同心圆和矩形组成的人工地标,并基于该地标给出一套无人直升机位姿参数估计的方法。该参数估计方法首先在图像中通过检测同心圆来确定目标区域,然后在区域内提取人工地标的特征点,最后利用特征点通过线性求解和非线性优化对无人直升机的位置和姿态参数进行解算。在多个高度位置进行了仿真试验,结果表明该方法能准确计算出无人直升机与降落平台的相对位姿参数,能够满足无人直升机降落过程中实时测量位姿参数的要求。

关键词：无人直升机计算机视觉位姿估计人工地标

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基于L1动态逆的自主空中加油对接控制

兵工自动化 2018年第1期37卷 19-23页

作者：朱虎袁锁中申倩南京航空航天大学自动化学院南京211106

为实现无人受油机与加油机的自主安全对接,提出基于L1自适应动态逆的无人机自主空中加油对接跟踪控制方法。根据时标分离的原则,将无人受油机的姿态控制分为快、慢回路,采用动态逆方法设计姿态回路控制器,设计L1自适应系统补偿外界气流... 详细信息

为实现无人受油机与加油机的自主安全对接,提出基于L1自适应动态逆的无人机自主空中加油对接跟踪控制方法。根据时标分离的原则,将无人受油机的姿态控制分为快、慢回路,采用动态逆方法设计姿态回路控制器,设计L1自适应系统补偿外界气流干扰和系统模型误差,并采用自主空中加油对接段仿真系统对所设计控制系统进行验证。仿真结果表明:该对接跟踪控制系统具有很高的抗干扰能力和鲁棒性,能满足自主空中加油的控制精度要求。

关键词：自主空中加油动态逆 L1自适应对接控制无人受油机