摘要：针对气流扰动下空基回收拖曳系统在直线-盘旋转接段飞行过程中的拖曳浮标稳定问题,提出一种基于微分平坦理论的拖曳系统转接段运动轨迹的设计方法,通过设计母机运动轨迹间接地控制拖曳浮标沿着预设的转接轨迹安全、平稳、精准地转接飞行。采用质点-弹簧离散缆绳模型构建母机-缆绳-浮标组合体多体动力学模型;在证明拖曳系统具备微分平坦特性的基础上,以拖曳浮标三轴位置为平坦输出,所提方法以期浮标沿着预设安全转接段轨迹飞行;结合拖曳浮标直线飞行状态与盘旋飞行状态设计拖曳浮标转接段飞行轨迹。通过平静大气、多种常值风及阵风气流扰动场景下的仿真算例结果表明,所提方法能够实现拖曳浮标在直线-盘旋转接段的稳定飞行。

摘要：针对舰载无人机着舰过程中存在参数不确定、舰尾流干扰等问题,设计了一种基于自适应动态逆的着舰控制律。通过动态逆消除了非线性以及多变量耦合,在此基础上加入自适应律,分别设计了俯仰姿态控制器和速度控制器,并应用Lyapunov稳定性原理修正了自适应律并用来处理动力受限时的速度控制问题,保证动力补偿系统的稳定性。仿真验证结果表明,该控制方法具有较好的动态性能与鲁棒性,能够在复杂环境下以较高精度跟踪期望值,符合无人机着舰指标要求。

摘要：针对无可靠陆基/舰基回收平台情况下小型固定翼无人机(UAV)远程作战空基回收难题,提出一种伸缩套臂抓取式空基回收建模与对接控制方法。首先,受硬式空中加油技术启发,提出一种伸缩套臂式抓取无人机空基回收方法,并采用转动惯量质量投影法及拉格朗日方程法构建伸缩套臂仿射非线性模型;继而,分析了母机尾涡及常值风扰动综合作用下伸缩套臂的气动特性;其次,针对伸缩套臂三通道中扰流关联项和不可测瞬变模型扰动构成的系统集总扰动,分别设计了可在有限时间内收敛的非奇异快速终端滑模干扰观测器对其进行准确估计,并在控制器设计中予以前馈补偿;然后,为实现多重扰流下伸缩套臂快速精准空中对接,提出一种基于干扰观测的非奇异快速终端滑模对接控制方法,并分析了闭环系统稳定性。最后,通过仿真验证表明,所提出的方法能够在多重气流扰动下实现伸缩套臂的快速、精准空中对接控制,同时兼备较好的抗干扰性能。

摘要：南京航空航天大学数字电路与系统设计是探测制导与控制、自动化、电气工程与自动化、测控技术与仪器等航空航天特色专业的技术基础课和必修主干课。航空航天专业特色对数字电路与系统设计教学提出了具体要求。该文深入分析了南京航空航天大学航空航天特色专业数字电路与系统设计课程教学存在的若干问题,从教学内容与教学资源推陈出新、教学/考核方式丰富创新、空天报国情怀与专业技能融合培养等多个方面,对航空航天特色专业数字电路与系统设计教学改革进行探索与思考,为提高数字电路系列课程教学水平、培养新形势下航空航天后备人才提供支撑。

摘要：针对考虑交接班误差的重复使用运载器(RLV)无动力自动进场着陆段轨迹设计问题进行了研究。将整个自动进场着陆过程分成交接段、标称下滑段和标称拉平段3个阶段。在依据标称交接班状态、触地状态逆序完成拉平段、下滑段的标称轨迹设计的前提下,针对可能存在的交接班误差,提出一种综合考虑纵、侧向位置和速度交接班误差的交接段在线三维轨迹设计方法,并结合阻力舵调整策略,实现RLV从交接班点向标称轨迹的平滑过渡;然后,在交接段轨迹设计基础上提出了交接高度平面内"安全交接区域(SIA)"的概念及其求解方法。仿真结果表明:所提出的轨迹设计方法及SIA对存在交接班误差的无动力进场着陆轨迹设计问题具有实际的参考意义。

摘要：随着多无人机协同控制技术的迅猛发展,多无人机悬挂运输飞行成为国内外研究的热点。针对多无人直升机协作悬挂搬运的绳索摆动问题和轨迹控制问题,设计了基于最小学习参数神经网络的动态面轨迹控制方法。首先,建立了多无人直升机协作悬挂搬运系统的非线性动力学模型。然后,把对无人直升机动力学特性和稳定性能影响较大且无法测量的各绳索拉力作为扰动,构建最小学习参数神经网络估计器进行估计,并在控制设计中予以补偿。然后,提出一种基于最小学习参数神经网络的动态面轨迹控制方法。同时,分析了轨迹控制系统的闭环稳定性。最后,进行数值仿真的验证。结果表明,协作无人直升机能在0.5 s后迅速跟踪各自轨迹指令,并使跟踪轨迹的平均相对误差小于0.2%,从而实现精准协作搬运。本文提出的多无人直升机轨迹控制方法为进一步研究多无人机协同轨迹控制提供参考依据。

摘要：针对舰载无人机着舰过程中的甲板运动、舰尾流等问题,提出一种基于舰机相对运动的舰载无人机增量动态逆着舰控制方法。在舰机相对运动和相应几何关系的基础上,推导出甲板运动情况下的相对下滑角与绝对下滑角之间的数学关系,从而实现对理想着舰轨迹线的精确跟踪;设计增量动态逆控制律,在充分利用测量信息的基础上摆脱对模型精度的过度依赖,在保证跟踪精度的同时能够有效降低计算负荷。仿真结果表明:该方法能够精确跟踪理想着舰轨迹,有效降低甲板运动对着舰精度的影响,同时设计的增量动态逆控制器具有较强的鲁棒性。

摘要：针对受未知风扰动作用下的绳系拖曳飞行器轨迹精确控制问题,设计了一种基于最小学习参数神经网络估计器的拖曳飞行器轨迹动态面控制方法。首先,结合绳系拖曳系统多刚体动力学模型,构建拖曳飞行器六自由度非线性模型,并完成其仿射非线性化处理。其次,考虑到拖曳飞行器可能受到前方飞机尾涡、紊流和阵风等未知气流及不可测量瞬变缆绳拉力等扰动的综合影响,构建了基于最小学习参数神经网络的拖曳飞行器状态/扰动在线估计器,以准确重构系统不可测量集总扰动。然后,基于所提状态/扰动在线估计器,设计了一种基于最小学习参数神经网络状态/扰动在线估计器的拖曳飞行器轨迹动态面控制方法,并分析了系统稳定性。最后,仿真表明,所提方法能够在多重气流扰动下实现拖曳飞行器位置稳定和机动轨迹跟踪。

摘要：鉴于四旋翼强非线性耦合、易受扰动等特点,采用牛顿-欧拉法建立了风扰下的四旋翼非线性数学模型。针对风扰下四旋翼模型中存在的风扰、非线性耦合以及参数不确定性的问题,姿态角采用线性自抗扰控制,并证明其稳定性;在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型并验证。仿真结果表明:所设计的线性自抗扰姿态控制器在外界风扰和参数不确定性下具有良好的鲁棒性和抗干扰能力。

摘要：针对某高超声速无人机在到达末端能量管理段窗口时,位置、能量、航向角变化范围大等问题,提出了一种基于多轨迹调度的制导方法,使其以期望状态进入自动着陆窗口。基于质点三自由度模型,建立了该飞行器的动压和高度的动力学模型,设计了最陡、最浅和标称下滑动压剖面,推演出能量走廊和标称下滑高度剖面。提出了航向校准圆柱半径、位置、进场方式等优化机制,设计多条地面轨迹和大动压制导、标称制导、小动压制导三种制导策略。最后根据初始能量选择制导策略,根据根据初始位置与航向角选择地面轨迹,实现无人机以期望状态进入自动着陆窗口。