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输入输出受限的无人机防滑刹车系统容错控制

北京航空航天大学学报 2017年第6期43卷 1132-1140页

作者：孙辉闫建国屈耀红西北工业大学自动化学院西安710072

针对无人机防滑刹车系统工作过程中同时出现系统输出滑移率稳定区域受限、控制输入饱和与刹车执行机构故障的多重约束问题,提出了一种基于障碍Lyapunov形式的自适应神经网络反演容错控制器的设计方法。当刹车执行机构发生故障时,通过自... 详细信息

针对无人机防滑刹车系统工作过程中同时出现系统输出滑移率稳定区域受限、控制输入饱和与刹车执行机构故障的多重约束问题,提出了一种基于障碍Lyapunov形式的自适应神经网络反演容错控制器的设计方法。当刹车执行机构发生故障时,通过自适应神经网络补偿刹车系统中的非线性及不确定项。根据反演设计原理,应用神经网络输出设计相应的容错控制律,同时,在控制器的设计中引入鲁棒切换控制项,优化系统快速容错的暂态性能。首先本文设计的容错控制器无需精确获取执行机构在线故障的重构信息,也能使刹车闭环系统能够快速稳定,然后基于Lyapunov方法分析了系统的稳定性,最后通过数值仿真结果表明,所提出的容错控制算法能够有效地保证刹车执行机构故障时控制系统的稳定性和有效性。

关键词：防滑刹车 Lyapunov 容错控制执行机构故障输入输出受限

基于扩展卡尔曼估计的飞机防滑刹车系统模糊控制

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西北工业大学学报 2015年第3期33卷 478-483页

作者：王鹏李玉忍付龙飞梁波西北工业大学自动化学院陕西西安710072

飞机防滑刹车控制系统中对滑移率的研究是近年研究的热门课题。根据飞机地面滑跑的受力分析建立了飞机的非线性动力学数学模型,提出了一种基于最佳滑移率方式的飞机刹车系统模糊控制律;在刹车过程中,提高刹车效率的重要前提是对飞机速... 详细信息

飞机防滑刹车控制系统中对滑移率的研究是近年研究的热门课题。根据飞机地面滑跑的受力分析建立了飞机的非线性动力学数学模型,提出了一种基于最佳滑移率方式的飞机刹车系统模糊控制律;在刹车过程中,提高刹车效率的重要前提是对飞机速度的准确估计,因此提出了基于扩展卡尔曼滤波算法的飞机速度精确估计的方法,将估计飞机速度的最优值作为防滑控制律的输入,实现系统状态的估计。对所提出的算法进行仿真验证,结果表明:基于扩展卡尔曼估计的模糊控制可以准确估计出飞机滑跑时的速度,实现滑移率的最优控制,改善飞机低速段滑移率控制,提高飞机刹车性能和效率。

关键词：防滑刹车滑移率模糊控制扩展卡尔曼 Matlab

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飞机防滑刹车系统滑移率自适应滑模控制研究

西北工业大学学报 2015年第5期33卷 770-774页

作者：付龙飞田广来王鹏梁波皇甫宜耿西北工业大学自动化学院陕西西安710072

针对含有参数不确定的非线性系统,提出了一种自适应滑模控制(ASMC)算法。根据飞机地面滑跑特性的受力分析,建立了飞机防滑刹车系统(ABS)的地面动力学模型;通过对飞机防滑刹车系统模型的非线性分析,针对非线性系统的不确定参数提出了以... 详细信息

针对含有参数不确定的非线性系统,提出了一种自适应滑模控制(ASMC)算法。根据飞机地面滑跑特性的受力分析,建立了飞机防滑刹车系统(ABS)的地面动力学模型;通过对飞机防滑刹车系统模型的非线性分析,针对非线性系统的不确定参数提出了以双极性sigmoid函数为趋近函数的滑模控制(SMC)算法,并针对切换增益和边界层设计了自适应控制算法以减小滑模控制的抖振现象;最后采用李雅普诺夫理论分析了设计的自适应滑模算法的敛散性。MATLAB仿真结果表明,自适应滑模控制算法相较于传统的滑模算法能在更短的时间内获取跑道的最大结合系数,达到最佳滑移率,缩短刹车时间。

关键词：飞机防滑刹车滑模控制自适应控制滑移率

基于广义卡尔曼滤波的飞机防滑刹车变结构控制

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系统仿真学报 2007年第3期19卷 585-588,592页

作者：李波焦宗夏北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

飞机防滑刹车控制的关键是控制机轮的滑移率,为了使机轮工作在最佳滑移率,得到最大结合系数,提出了一种基于滑移率控制的防滑刹车变结构控制律。由于飞机滑跑时的真实速度很难测量,为此采用广义卡尔曼滤波器得到飞机刹车系统非线性模型... 详细信息

飞机防滑刹车控制的关键是控制机轮的滑移率,为了使机轮工作在最佳滑移率,得到最大结合系数,提出了一种基于滑移率控制的防滑刹车变结构控制律。由于飞机滑跑时的真实速度很难测量,为此采用广义卡尔曼滤波器得到飞机刹车系统非线性模型的状态估计,状态估计值作为防滑刹车控制器的输入。计算机仿真结果显示该控制律改善了飞机的防滑刹车性能,具有较强的鲁棒性。

关键词：防滑刹车滑移率结合系数变结构控制广义卡尔曼滤波器

反馈线性化飞机防滑刹车滑模变结构控制律研究

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西北工业大学学报 2013年第6期31卷 962-966页

作者：付龙飞田广来李玉忍梁波张军利西北工业大学自动化学院陕西西安710072

飞机动力学模型的高度非线性及刹车过程轮胎与地面间摩擦系数的不确定性和强耦合性,造成飞机防滑刹车很难精确控制。论文采用输入输出反馈线性化方法将飞机防滑刹车系统的动力学模型转换成成仿射型,基于反馈线性化的防滑刹车滑模变结构... 详细信息

飞机动力学模型的高度非线性及刹车过程轮胎与地面间摩擦系数的不确定性和强耦合性,造成飞机防滑刹车很难精确控制。论文采用输入输出反馈线性化方法将飞机防滑刹车系统的动力学模型转换成成仿射型,基于反馈线性化的防滑刹车滑模变结构控制律对原有控制算法进行改进。仿真结果表明:在结合系数较小的冰跑道环境下,滑移误差明显降低;控制方法和控制律合理有效。

关键词：飞机反馈线性化滑模控制变结构控制防滑刹车

基于IL的飞机防滑刹车系统反馈补偿控制研究

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系统仿真学报 2017年第7期29卷 1625-1630页

作者：高洁高冰刘建英中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学工程技术训练中心天津300300

防滑刹车直接决定了飞机刹车的安全性、高效性以及舒适性。鉴于目前防滑刹车系统存在控制率不足的问题,通过分析飞机着陆过程,建立了飞机全电刹车系统的非线性模型,针对防滑控制往复性特点引入迭代学习算法,利用PD型学习率对不同速度及... 详细信息

防滑刹车直接决定了飞机刹车的安全性、高效性以及舒适性。鉴于目前防滑刹车系统存在控制率不足的问题,通过分析飞机着陆过程,建立了飞机全电刹车系统的非线性模型,针对防滑控制往复性特点引入迭代学习算法,利用PD型学习率对不同速度及路面条件进行分组训练,建立最佳滑移率与速度、路面条件关系的知识库,设计出能够在线辨识不同路面条件的前馈控制知识系统,利用反馈补偿控制机制实现了系统的抗扰动性;通过Matlab仿真证明了该控制方法的优越性:能够保持最佳滑移率,缩短刹车距离,实现了平稳刹车。

关键词：防滑刹车非线性模型迭代学习滑移率结合系数反馈补偿

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基于滑模变结构电驱动防滑刹车控制系统设计

高技术通讯 2019年第3期29卷 257-265页

作者：张庆利孔文秦彭波张涛徐方舟中国运载火箭技术研究院研究与发展中心北京100076

为提高飞机起落架防滑刹车系统的效率和可靠性,针对刹车系统的复杂性及非线性的特点,提出了基于滑模变结构的全电驱动刹车防滑控制系统方案;将滑模变结构的机电设备力闭环的控制策略应用于全电驱动起落架刹车系统,以提高系统响应频率和... 详细信息

为提高飞机起落架防滑刹车系统的效率和可靠性,针对刹车系统的复杂性及非线性的特点,提出了基于滑模变结构的全电驱动刹车防滑控制系统方案;将滑模变结构的机电设备力闭环的控制策略应用于全电驱动起落架刹车系统,以提高系统响应频率和刹车力闭环控制精度。通过惯性台刹车试验对设计的防滑刹车控制器及其控制策略进行验证。试验结果表明,设计的电刹车系统带宽由传统算法的2.5 Hz提高到7 Hz,力闭环控制精度由7.5%FS提高到2.0%FS。

关键词：滑模变结构电驱动起落架防滑刹车控制系统

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飞机防滑刹车系统新型控制策略研究

控制工程 2011年第5期18卷 743-747页

作者：方滨宋海滨王普北京工业大学电子信息与控制工程学院北京100124

飞机防滑刹车控制系统是重要的机载设备,对飞机的安全起飞和着陆有着重要作用。NASA研究数据表明,传统的PD+PBM控制律在混合跑道刹车性能下降,且在低速段容易出现严重的打滑现象,导致系统刹车效率降低。对飞机防滑刹车系统的工作原理进... 详细信息

飞机防滑刹车控制系统是重要的机载设备,对飞机的安全起飞和着陆有着重要作用。NASA研究数据表明,传统的PD+PBM控制律在混合跑道刹车性能下降,且在低速段容易出现严重的打滑现象,导致系统刹车效率降低。对飞机防滑刹车系统的工作原理进行了分析,针对传统控制律的不足,提出了一种基于免疫PID的新型刹车控制策略。在计算机建立的飞机模型基础上,把刹车控制单元接入仿真回路,建立了半实物仿真系统,并将所提出的控制策略在变结合系数跑道上进行了刹车模拟试验。试验结果表明,该控制策略很好地改善了传统控制律的不足,有效地抑制了机轮打滑,大大提高了系统的刹车效率,缩短了刹车距离。

关键词：防滑刹车滑移率免疫PID 半实物仿真

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基于Vega的飞机防滑刹车系统视景仿真

系统仿真学报 2006年第Z2期18卷 451-452,456页

作者：胡文辉裘丽华北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083

在机载机电设备综合控制管理仿真平台的设计中,为了改变过去仿真时只是单一的数字或曲线显示仿真结果的状况,直观形象地显示仿真过程,加入了视景仿真模块。飞机防滑刹车系统作为该平台的一个子系统,建立了一个对该系统进行实时视景仿真... 详细信息

在机载机电设备综合控制管理仿真平台的设计中,为了改变过去仿真时只是单一的数字或曲线显示仿真结果的状况,直观形象地显示仿真过程,加入了视景仿真模块。飞机防滑刹车系统作为该平台的一个子系统,建立了一个对该系统进行实时视景仿真的分布式的体系结构,其中视景驱动程序的设计采用基于MFC的Vega。

关键词：防滑刹车视景仿真 MFC Vega