摘要：针对垂直起降可重复使用运载器返回全程非线性、高动态、强扰动、多约束条件下的精确着陆问题,开展适应各飞行段任务特性和需求的返回全程制导控制方法研究。首先分析返回全剖面各飞行段的特点及对制导控制的需求,建立了动力学模型;然后基于经典制导控制方法给出可行的返回全程制导控制方案,并针对其不足分别设计修航段基于剩余时间估计和几何关系目标点自适应更新的双层迭代制导、返回末段多约束自适应制导和返回全程自抗扰控制器,构建了自适应强抗扰新型返回全程制导控制方案;最后进行了数学仿真,通过对比分析经典制导控制方案和新型制导控制方案在小偏差/扰动和大偏差/扰动两种条件下的飞行状态,验证了新型制导控制方案下更高的着陆精度、更强的适应性和抗扰性。

摘要：针对垂直起降火箭(VTVL)返回段的容错控制问题,设计了自适应的快速故障检测与可重构控制算法。它由一个基本控制器、执行器动力学模块、可重构控制器和一个离散化的故障检测(FDI)模块构成,能够应对单个或多个执行器卡死或失效故障。针对火箭返回段弹道设计了参考模型并对垂直起降火箭的动力学模型进行了建模。在单个或多个执行器卡死或失效故障条件下的仿真结果表明,该算法能够快速进行故障检测并进行可重构控制。

摘要：传统绝对节点坐标方法(ANCF)绳索模型是基于梁单元建立的,其不能反映纤维绳索的不可抗压和松弛特性。考虑纤维绳索初始松弛余量,给出了绳索非线性轴向应力-应变关系。绳索在松弛状态下轴向力接近于零,在张紧状态下表现出线弹性特性。在此基础上,采用绝对节点坐标方法推导了松弛绳索动力学模型。通过静力学和动力学仿真,将传统绳索模型和松弛绳索模型进行对比,结果表明:在重力及不同集中载荷作用下,松弛绳索相比于传统绳索都具有更大的变形;分析移除集中载荷后绳索的动力学响应可知,传统绳索在振动过程中始终处于张紧状态,且绳索上各点振动同步,而松弛绳索会在张紧和松弛状态之间不断转换,绳索上各点的振动存在相位差,能够更好地反映绳索在松弛状态下的动力学特性。

摘要：以直流力矩电机作为控制对象,对经典PID控制系统进行改进,采用LabVIEW与MATLAB/Simulink的混合编程方法搭建了自抗扰控制系统,并通过仿真接口工具包将其导入LabVIEW,以NI PXIe-8135控制器为下位机进行实时仿真,验证了自抗扰控制系统相比经典PID控制系统提高了系统的快速性、精度及抗扰能力,同时验证了联合仿真的可行性.

摘要：以往对刚柔耦合系统的控制研究多是基于传统零次近似动力学模型,当系统存在大范围运动时,零次近似动力学模型已不能正确揭示动力学行为。从连续介质力学的基本原理出发,在变形位移的描述中计及二次耦合项,同时忽略轴向拉伸量,得到更符合实际控制需要的简化一次近似动力学模型。仿真结果表明,该模型正确预示了系统的动力学行为;与传统一次近似耦合动力学模型相比,以更简单的形式引入动力刚化现象,是一种能够用于实际控制系统设计的高效、高精度的一次近似刚柔耦合动力学模型。