摘要：高超声速飞行器主要飞行阶段包括助推分离段、巡航段和下降段,在分离段操纵面的任务是快速抑制分离扰动,而巡航段主要用于高精度姿态控制。针对分离段和巡航段对舵面操纵性要求差别较大的特点,本文探讨从满足控制要求的角度对操纵面尺寸进行优化设计的方法,即操纵性/控制律一体化设计。采用最优控制方法对飞行器自动驾驶仪增益进行优化,并基于多目标遗传算法的并行子空间优化方法,得到了高超声速飞行器最优舵面外形尺寸和相应的控制律。仿真结果表明,最优舵面在分离段能够快速抑制分离扰动对飞行器姿态的影响,并将飞行器姿态迅速调整到发动机点火窗口;在巡航段能够快速抑制阵风干扰对飞行器姿态的影响,稳定飞行器姿态,为高超声速飞行器操纵性设计提供了依据。

摘要：针对冲压推进高超声速飞行器飞行高度和飞行马赫数跨度范围大,飞行环境非常复杂,而其飞行过程中各种复杂的力学过程不可能完全精确地考虑在用于控制设计的飞行器控制模型中,且飞行过程中往往又会受到各种事先无法完全预知的扰动,采用μ分析方法设计了高超声速飞行器鲁棒控制系统,设计结果表明μ分析方法可以较理想的解决高超声速飞行器飞行控制系统在多种不确定因素情况下的建模误差难题。

摘要：电动负载模拟器可以模拟飞行器飞行过程中舵机承受的铰链力矩,是舵机测试和半实物仿真的关键设备之一。根据电动负载模拟器的组成及工作原理,建立了被控对象的参考模型,基于Narendra模型参考自适应控制理论,设计了力矩控制的模型参考自适应控制系统,在考虑舵机较大阶跃扰动的情况下,对加载系统进行了数字仿真,结果表明模型参考自适应控制方法将加载系统带宽从20 Hz提高到30 Hz,实现了电动负载模拟器的快速、高精度控制,验证了该控制策略的有效性。

摘要：与传统飞行器相比,高超声速的高度一体化设计造成空气动力学、推进系统和结构动态严重耦合,导致其对飞行条件的变化极其敏感,并且使得气动特性难以准确分析,这些都给其飞行控制系统设计带来了极大的挑战;文章引入了一种能够抵抗参数大范围变化的控制方法—模型参考变结构控制(MRVSC)对飞行器俯仰通道自动驾驶仪进行设计,并应用MATLAB分别对PID控制和MRVSC两种方法进行仿真分析;仿真结果表明,和经典控制方式相比,MRVSC能够更好地抵抗参数扰动影响,具有很好的控制效果。

摘要：电动舵机负载模拟器可在实验条件下模拟飞行器飞行过程中舵机受到的空气动力铰链力矩,是半实物仿真的重要设备。在介绍电动负载模拟器研究进展并指出目前伺服系统研究所面临的难题的基础上,以改善系统动态频响为目标,设计基于双回路电机的加载方案并建立双回路系统的数学模型;通过系统仿真,分析系统输出力矩对指令力矩的跟踪能力,验证数学模型的准确性。结果表明:双回路方案有效地抑制了系统多余力,其工作频带在舵机扰动的情况下仍可达35 Hz,为电动负载模拟器提供了一种频带更高、匹配性更好的实现方案。

摘要：在飞机或导弹的飞行辨识实验中,总是希望激励信号能够在时域、频域相互正交,并且具有较小的相对峰值因子,可对系统产生冲击。为了减小对系统的冲击,提出了一种设计特制扫频信号的方法,设计出的特制扫频信号能在较短的时间内对系统进行较充分的激励,且可不完全依赖于先验信息,设计方法简单。最后将该激励信号应用在飞机模型参数的辨识中,实验结果表明,上述设计的扫频信号,不仅设计方法简单,且能有效提高辨识精度,具有较高的应用价值。

摘要：红外成像导引头是精确制导导弹系统的重要组成部分,导引头随动控制系统的性能决定着导弹的跟踪精度水平。为了提高导引头的随动跟踪系统的控制精度,文中首先对红外成像导引头系统进行建模,然后采用更有效的模糊规则设计了一种模糊自适应PID复合控制器,并引入了自适应控制因子对控制参数进行在线调整。最后采用传统PID控制方法与之进行仿真比较,结果表明模糊自适应PID控制可以有效改善系统动态性能,提高跟踪精度。

摘要：针对临近空间高超声速巡航飞行器拦截所面临的制导策略,由于相对速度极快,机动能力、速度均不占优势,因此需要进行高精度的中、末制导研究;在合理假设的基础上,建立了相对运动的数学模型,为了给末制导预留足够的机动过载,创新地提出了采用高抛弹道拦截的设计思路,根据不同的制导段飞行性能指标要求设计高抛弹道的复合制导律:初制导形成了一个初始抛射角,将拦截器抛射到较高的空域;中制导采用比例导引法,根据目标信息修正弹道倾角;末制导采用修正比例导引法,完成末段拦截的任务;为了保证各个制导律的平滑过渡,分别应用一次函数平滑算子和二阶平滑的三角函数平滑算子进行交接,针对临近空间高超声速巡航飞行器的弹道特征和机动性能,并对目标不同机动模式的拦截效果进行分析,仿真结果表明,所设计的制导方法能够对临近空间高超声速飞行器进行有效拦截,且制导律算法简单,有利于工程实现。

摘要：针对航天器接近操作中的制导律设计为主要研究对象。建立了接近操作过程中航天器的相对运动模型,借鉴了巡航导弹的制导方法,通过改进将其应用于空间接近操作中,为使航天器制导系统具有良好的鲁棒性能和自适应性,利用滑模变结构控制理论,提出了基于平行接近法的自适应滑模制导方法,并进行了相应的推导与说明,通过方法证明了闭环系统跟踪误差的渐进收敛。最后以仿真算例验证了方法的有效性,制导结构比较简单,便于工程应用。

摘要：加载系统是在实验条件下模拟飞行器飞行过程中舵机受到的空气动力铰链力矩,是半实物仿真的重要设备。本文提出一种应用交流伺服电机力矩模式作为执行机构的加载系统,进行了数学建模和仿真,并与负载模拟器实物系统进行了对比分析,仿真模型与实测结果较为吻合,验证了数学模型的准确性。仿真和实测结果表明采用交流伺服电机的负载模拟器可以在舵机扰动情况下频带达到20 Hz(双十指标),为加载系统提供了一种频带更高、成本更低、结构更为简单的实现方案。