摘要：针对多四旋翼无人机系统的编队飞行问题,提出了基于特殊正交群SO(3)的协同控制设计方法.在给出编队空间队形和通信拓扑描述后,建立了多四旋翼无人机系统SO(3)控制模型.由于SO(3)与传统俯仰/偏航/滚转三通道模型具有不同的结构,文中进一步研究了SO(3)中无人机之间相对误差的表示方法,设计了适用于多飞行器的SO(3)控制器实现对编队和姿态的协同控制.推力控制器用于调节无人机的位置与速度,并在此基础上构造旋转矩阵形式的姿态协同指令.文中相应设计了SO(3)姿态控制器用于实现指令跟踪,最后从理论上对协同稳定性进行了分析.提出的控制方法能够使得多四旋翼无人机形成期望的队形,并且保持姿态一致进行稳定飞行.仿真结果验证了本文方法的有效性.

摘要：线性自抗扰控制(LADRC)器设计简单且性能优秀,但控制器参数的优化设计过程比较复杂。针对此问题,提出一种LADRC的快速参数整定方法,以实现控制器参数的快速优化设计。首先,建立并化简一阶模型辅助LADRC系统的数学模型;其次,利用频域特性分析方法详细地分析控制器参数和控制系统关键性能的定性及定量关系,如系统的稳定性、跟随性能、抗干扰能力、噪声抑制能力和对象参数鲁棒性,并提出基于控制器性能优化的快速参数整定方法。在此基础上,以开关磁阻电机转速控制器为研究对象,利用所提出的快速参数整定方法快速获取控制器参数。实验结果证明所设计的控制器有较好的抗干扰能力和鲁棒性,该方法对于LADRC有很好的工程实用价值。

摘要：针对无人机惯性(INS)/GPS组合导航系统,考虑导航过程中存在的GPS数据中断的问题,设计了一种改进的滤波算法。首先建立了无人机导航运动学模型,再将传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)技术和强跟踪滤波结合,利用模糊理论中的隶属度函数设计了一种模糊强跟踪扩展卡尔曼滤波(STEKF)算法。仿真结果表明,所设计的改进算法能够快速适应GPS信号突变,即当GPS信号从故障状态恢复到正常状态时,改进算法相较普通EKF算法能更快速地收敛到稳定状态,重新完成对飞行状态的估计。同时相较普通EKF和强跟踪扩展卡尔曼滤波算法,改进算法具有更高的滤波精度。

摘要：针对微型无人直升机惯性参数不确定并受外部扰动的情况,提出了一种新的自适应路径跟踪控制方法。该控制方法采用了双回路结构,外回路结合无人直升机的特点,设计了基于制导律的路径跟踪控制器,通过控制无人直升机升力和姿态完成对期望路径和期望速度的跟踪;内回路设计了基于L1自适应算法的姿态控制器,经自适应律对惯性参数以及外部扰动进行实施估计和补偿,通过控制无人直升机的力矩达到跟踪期望姿态的目的。双回路控制器能够避免设计欠驱动系统带来的问题和困难,并由时标分离原理,能够证明有惯性参数不确定性和扰动情况下的系统跟踪误差一致有界。最后,对所设计的控制方法进行了数值仿真与飞行实验,验证了控制算法的可行性和性能。

摘要：针对提高四旋翼无人机姿态控制抗干扰能力的目标,设计了一种内外环嵌套结构的改进型自抗扰控制(ADRC)器。根据所搭建四旋翼无人机的实际参数,构建了四旋翼无人机姿态控制系统的数值仿真模型。通过与传统双闭环PID控制器进行对比,证明所设计的自抗扰控制系统在快速响应、无超调的前提下,具有很强的抗干扰能力以及较高的控制效率。将所设计的控制系统,应用于四旋翼无人机之上,在具有大偏载以及方向不确定的强干扰的飞行试验中,取得了良好的控制效果。

摘要：提出了一种多操纵面新气动布局飞机的过失速控制律设计方法 .利用最小二乘拟合方法处理离散气动数据 ,得到连续六自由度非线性飞机方程 ;使用扩展线性化方法将飞机方程简化为工作点族上具有时变特征的线性系统形式 ;使用符号运算方法设计了系统闭环控制律和大攻角下的过失速控制律 .仿真实验表明 ,这种控制律用于现代飞机的过失速机动是有效的 .

摘要：针对蟑螂机器人直接串联式腿构形承载能力差、机体刚度不能满足要求,以及单腿少于3自由度构形不能精确控制机体位姿的问题,设计一种基于双四杆机构的仿生蟑螂机器人。对机器人求运动学逆解,求得各个驱动关节转角;对机器人进行静力学分析,通过解析法得到关节驱动电动机所需的驱动转矩;用可视化的方法对机构的工作空间进行分析,同时提出快速工作空间与越障工作空间的概念来衡量机器人的平面运动性能与越障性能;制作样机进行行走试验。通过与直接串联构形的比较可知,新设计的样机不仅提高了移动速度,同时增加了系统承载能力,验证了上述设计的合理性与可行性。

摘要：针对飞行器控制周期较短且资源与计算能力受限的情况,提出了一种适合飞行器控制系统的降阶故障检测滤波器设计算法。首先利用小扰动理论将飞行器非线性动力学方程在平衡点线性化,针对线性状态方程设计降阶故障检测滤波器。将降阶故障检测滤波器存在可行解问题转化为线性矩阵不等式描述的非凸优化问题,利用交替映射算法求解非凸优化问题的局部最优解。然后利用上述可行解存在的条件,计算降阶故障检测滤波器参数。最后将提出的降阶故障检测滤波算法应用到某小型无人直升机偏航控制系统的故障检测中,仿真结果表明该算法在保证检测效果的前提下降低故障检测滤波器的阶次,验证了算法的有效性。

摘要：文章首先介绍了航空航天器配电系统的组成和作用,进而指出了对配电系统进行测试性设计的实际工程意义。结合航空静止变流器为例详细论述了此类配电变换器装置的性能、组成结构和控制方法,提出了一种基于测试可控性设计以较低成本实现航空静止变流器的板级电路故障诊断方案,给出了系统故障诊断逻辑判断流程。最后搭建了航空静止变流器的仿真模型,通过详细分析变流器系统仿真结果,验证了该方案的可行性。

摘要：研究马尔可夫跳变系统(MJS)鲁棒故障检测滤波器(FDF)的设计与优化问题.基于观测器构建残差发生器,将相应的FDF设计问题转化为H∞滤波问题,以LMI的形式得到并证明了FDF存在的充分条件及求解方法.为进一步改善故障检测系统的性能,采用一种时域优化方法对其进行优化,并以矩阵Moore-Penrose逆的形式给出了该优化问题的最优解.数值仿真表明该方法具有较好的检测效果.