检索结果-南通市图书馆

基于鲁棒伺服lqr的无人机横航向自动着陆控制律设计

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

海军航空工程学院学报 2020年第1期35卷 155-160页

作者：王利国矫永康中航物资装备有限公司北京100027 海军航空大学山东烟台264001

针对无人机自动着陆过程中外部不确定性强,影响控制精度和飞行安全的问题,提出一种基于鲁棒伺服线性二次型(Linear Quadratic Regulator,lqr)的横航向自动着陆控制律设计方法。基于鲁棒伺服lqr设计滚转姿态保持内回路,设计航向保持/预... 详细信息

针对无人机自动着陆过程中外部不确定性强,影响控制精度和飞行安全的问题,提出一种基于鲁棒伺服线性二次型(Linear Quadratic Regulator,lqr)的横航向自动着陆控制律设计方法。基于鲁棒伺服lqr设计滚转姿态保持内回路,设计航向保持/预选模态和航向信标(Localizer,LOC)截获与跟踪模态,实现横航向轨迹的稳定与精确跟踪。数字仿真结果表明,该方法具有较好的控制效果。

关键词：自动着陆鲁棒伺服lqr 航向预选 LOC截获与跟踪轨迹跟踪

基于主-辅控制架构的无人机鲁棒飞行控制律设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

华南理工大学学报（自然科学版） 2014年第9期42卷 90-95,101页

作者：杨艺陈欣李春涛南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

无人机在实际飞行中易受到扰动与系统未建模动态等不确定性因素的影响.为此,文中提出了一种新的鲁棒飞行控制律设计方法.该方法以主-辅控制器为基本架构,主控制器采用鲁棒伺服线性二次型调节(lqr)法构造,以提供基本指令跟踪控制输入;以... 详细信息

无人机在实际飞行中易受到扰动与系统未建模动态等不确定性因素的影响.为此,文中提出了一种新的鲁棒飞行控制律设计方法.该方法以主-辅控制器为基本架构,主控制器采用鲁棒伺服线性二次型调节(lqr)法构造,以提供基本指令跟踪控制输入;以加入主控制器后的理想闭环系统为参考模型,基于鲁棒模型参考自适应算法设计辅控制器,以抑制扰动和未建模动态对飞行控制系统的影响.理论分析表明,该控制律能够保证闭环飞行控制系统在存在有界扰动与未建模动态情况下稳定且跟踪误差有界.非线性对比仿真验证了控制系统对各种形式扰动的抑制作用,说明了该控制系统的有效性与鲁棒性.

关键词：无人机飞行控制鲁棒伺服lqr 模型参考自适应控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

小型无人直升机的鲁棒飞行控制技术

小型无人直升机的鲁棒飞行控制技术

作者：瞿友杰南京航空航天大学

学位级别：硕士

小型无人直升机是一种能够实现垂直起降、空中悬停、侧飞和倒飞等功能的旋翼飞行器,相比于固定翼无人机,其在执行飞行任务的过程中具备更好的机动性和更大的灵活性,能够用于空中侦察、森林火灾监控、水上运输、农业喷洒以及地面测绘等领... 详细信息

小型无人直升机是一种能够实现垂直起降、空中悬停、侧飞和倒飞等功能的旋翼飞行器,相比于固定翼无人机,其在执行飞行任务的过程中具备更好的机动性和更大的灵活性,能够用于空中侦察、森林火灾监控、水上运输、农业喷洒以及地面测绘等领域,具有广泛的应用前景。因此,针对小型无人直升机的飞行控制问题成为了飞控领域的热点问题之一。论文围绕小型无人直升机的鲁棒控制问题展开研究,建立了小型无人直升机的数学模型,并研究了小型无人直升机存在建模误差和外界干扰等因素影响下的鲁棒飞行控制问题。论文主要研究内容如下:首先,分析了小型无人直升机机体各部件的受力情况,根据机理建模方法建立了无人直升机的非线性动力学模型。为方便控制器设计,对所建立的非线性动力学模型进行简化处理,分别得到小型无人直升机的线性模型和非线性简化模型。其次,研究了基于干扰观测器和鲁棒伺服lqr的小型无人直升机优化控制。首先分析了小型无人直升机的耦合特性,在此基础上,基于小扰动原理得到了解耦后的无人直升机线性模型。在原有lqr理论的基础上,引入输入信号的偏差积分量,采用伺服lqr方法设计控制器。同时,考虑无人直升机系统受到干扰作用影响,引入线性干扰观测器实现对外界不可测干扰的估计,并结合鲁棒伺服lqr和干扰观测器输出,设计跟踪控制器。仿真实验结果验证了该方法的有效性。然后,研究了具有量化输入的小型无人直升机优化控制。考虑到小型无人直升机的控制信号在传输过程中可能会受干扰作用,引入量化器来增强控制信号的抗干扰性。基于无人直升机的线性模型,采用Backstepping的方法设计控制器,并通过Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性。为了获得最佳的控制器性能,考虑将粒子群优化算法用于Backstepping方法中的控制器参数整定。最后通过MATLAB仿真来验证该方法的有效性,从仿真结果中可以看出,文中提出的控制方法可以较好的实现无人直升机的位置和姿态跟踪,且通过优化算法所获得的控制器参数可使控制器性能最佳。接着,研究了基于干扰观测器和SDRE的小型无人直升机优化控制。考虑小型无人直升机系统阶次较高,直接设计控制器较为困难,首先将无人直升机系统划分为4个子系统,即位置环、速度环、姿态环和姿态角速率环。进而,针对每个子系统采用SDRE方法设计控制器。同时,考虑无人直升机系统受到干扰作用影响,引入非线性干扰观测器实现对外界不可测干扰的估计,并结合SDRE和干扰观测器输出,设计跟踪控制器。仿真结果表明,文中给出的控制方法使得无人直升机存在外界干扰下具有较强的鲁棒性,且跟踪性能较好。最后,研究了小型无人直升机的三维视景仿真实现。在前文中研究了针对小型无人直升机的飞行控制问题,并通过数值仿真验证了各控制方法的有效性。为了模拟小型无人直升机的实际飞行,采用三维视景仿真来实现小型无人直升机的轨迹跟踪过程全显示。文中采用Visual C++6.0和OpenGL相结合的方法,通过Visual C++6.0实现具体的软件平台设计,OpenGL绘制三维物体与自然物景。最后的视景仿真实验表明,设计的软件平台可以有效地模拟小型无人直升机的轨迹跟踪过程。

关键词：小型无人直升机欠驱动系统优化控制鲁棒伺服lqr 量化输入 SDRE控制干扰观测器三维视景仿真鲁棒性

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于角加速度的飞翼无人机的控制律设计

电光与控制 2016年第9期23卷 38-43,89页

作者：赵塞峰李秀娟李春涛南京航空航天大学自动化学院南京211100

针对飞翼布局无人机个体差异大、操纵面数量多、纵向操纵力臂短以及航向静不稳定等问题,提出角加速度到操纵面的直接分配策略,以及以角加速度为控制指令的控制律。首先在离散状态下将角加速度直接分配到操纵效率分级后的各操纵面上,最... 详细信息

针对飞翼布局无人机个体差异大、操纵面数量多、纵向操纵力臂短以及航向静不稳定等问题,提出角加速度到操纵面的直接分配策略,以及以角加速度为控制指令的控制律。首先在离散状态下将角加速度直接分配到操纵效率分级后的各操纵面上,最终以角加速度为控制指令设计纵向鲁棒伺服lqr控制律和横侧向增稳控制律。样例无人机非线性仿真结果表明,角加速度到操纵面的直接分配满足分配精度要求,以角加速度为控制指令的控制律满足飞翼无人机的快速、高精度要求。

关键词：无人机飞翼布局角加速度直接分配鲁棒伺服lqr

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于滚转角速率的无人机横侧向控制律设计

电光与控制 2012年第11期19卷 7-12页

作者：李春涛范淑娜南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对某小型样例无人机横侧向转动惯量小、副翼效率高等特点,设计了以滚转角速率为内回路的滚转角、航迹角和航迹跟踪控制律。根据各控制指标与性能加权矩阵Q、控制加权矩阵R的关系,确定了Q阵和R阵,应用鲁棒伺服lqr优化方法,给出了滚转... 详细信息

针对某小型样例无人机横侧向转动惯量小、副翼效率高等特点,设计了以滚转角速率为内回路的滚转角、航迹角和航迹跟踪控制律。根据各控制指标与性能加权矩阵Q、控制加权矩阵R的关系,确定了Q阵和R阵,应用鲁棒伺服lqr优化方法,给出了滚转角控制律参数。与常规的滚转角控制器比较表明,以滚转角速率为主控变量的控制器抗干扰能力强,满足样例无人机横侧向控制的要求。

关键词：无人机飞行控制鲁棒伺服lqr 滚转角控制器航迹跟踪

重复使用运载器自动着陆段制导与控制技术研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

重复使用运载器自动着陆段制导与控制技术研究

作者：范淑娜南京航空航天大学

学位级别：硕士

自动着陆段是重复使用运载器（RLV）整个飞行过程的最后阶段，是整个飞行任务安全完成的关键阶段。其中，RLV着陆轨迹线设计及高精度的轨迹跟踪技术是保证RLV安全着陆的核心技术。基于此，本文研究了RLV自动着陆段轨迹设计方法，给出了... 详细信息

自动着陆段是重复使用运载器（RLV）整个飞行过程的最后阶段，是整个飞行任务安全完成的关键阶段。其中，RLV着陆轨迹线设计及高精度的轨迹跟踪技术是保证RLV安全着陆的核心技术。基于此，本文研究了RLV自动着陆段轨迹设计方法，给出了三维轨迹跟踪制导律与控制律。首先，结合RLV自动着陆段控制需求，将RLV自动着陆段轨迹线设计转化为初值和终值都具有严格约束的数学优化问题后，利用基于高度剖面的轨迹线设计方法和两端约束的优化算法，设计出了满足动压、过载及触地速度等要求的自动着陆段轨迹线。其次，在研究鲁棒伺服lqr多变量控制理论和总能量控制方法的基础上，设计了俯仰角速率控制律、总能量控制律和总能量分配律，通过阻力板通道和升降舵通道的协调控制，有效地实现了RLV轨迹跟踪和空速的解耦控制，满足了自动着陆段高度轨迹跟踪和空速控制的需求。再次，根据RLV着陆段高精度水平航迹跟踪的控制要求，综合应用鲁棒伺服lqr多变量控制理论和经典控制理论设计了以副翼为主控通道的滚转角控制律和航迹跟踪控制律，以方向舵为主控通道的航向校准控制律，解决了RLV自动着陆段横侧向轨迹跟踪和机头航向对准问题。最后，搭建了RLV自动着陆段仿真验证平台，对RLV气动、质量、初始条件和舵面效率不确定性进行鲁棒性验证，仿真结果表明：RLV自动着陆段动压、过载、触地速度等均在合理范围内，自动着陆段轨迹线、纵横向控制律与制导律满足RLV着陆控制要求。

关键词：可重复使用运载器自动着陆轨迹线鲁棒伺服lqr 总能量控制仿真验证

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一种倾转四旋翼无人机及其过渡段姿态控制

兵工自动化 2018年第3期37卷 82-87页

作者：沈杨杨杨忠张翔李劲松南京航空航天大学自动化学院南京210016

为解决常规四旋翼无人机前飞速度慢、续航时间短、固定翼飞行器无法垂直起降和悬停的不足,设计一种小型倾转四旋翼QTR(quad tilt-rotor)无人机。建立QTR无人机的动力学模型,针对该无人机的过渡段姿态控制特点设计基于鲁棒伺服lqr控制理... 详细信息

为解决常规四旋翼无人机前飞速度慢、续航时间短、固定翼飞行器无法垂直起降和悬停的不足,设计一种小型倾转四旋翼QTR(quad tilt-rotor)无人机。建立QTR无人机的动力学模型,针对该无人机的过渡段姿态控制特点设计基于鲁棒伺服lqr控制理论的姿态控制器,针对QTR由垂直模式切换水平模式的过渡阶段设计控制策略,并通过仿真实验,对比传统控制方法进行验证。仿真结果表明:该无人机既兼顾传统四旋翼无人机的飞行功能,又能像固定翼飞行器一样进行长距离快速飞行。

关键词：倾转旋翼机鲁棒伺服lqr 倾转过渡