1 南京航空航天大学自动化学院,南京 211000
2 光电控制技术重点实验室,河南 洛阳 471000
针对武装直升机发射火箭弹时产生的后坐力问题,提出了一种基于预设性能控制的后坐力补偿控制方法,以保证在火箭弹发射过程中载机的稳定性。首先,结合直升机姿态模型,分析火箭弹发射时产生的后坐力大小,以及后坐力对直升机姿态产生的影响。然后,基于预设性能理论,利用预设性能函数对姿态系统跟踪误差的动态性能进行约束,并结合Backstepping方法设计补偿控制器。最后,通过仿真验证所设计控制器的有效性。
直升机 后坐力分析 火箭弹发射 姿态控制 预设性能控制 helicopter recoil analysis launching of rocket projectile attitude control preset performance control
基于对局迭代对多无人机协同空战博弈决策问题进行了研究。首先, 根据敌我双方作战态势和效能参数信息, 利用矩阵对策法建立敌我双方对抗支付博弈模型, 得到支付矩阵;然后, 根据混合策略纳什均衡的定义及其推导过程给出了使用对局迭代求解空战博弈混合策略纳什均衡的方法与求解步骤;最后, 通过仿真实例验证了该方法的可行性及有效性, 为解决多无人机空战策略问题提供了有价值的参考。
多无人机协同 空战 纳什均衡 矩阵对策法 对局迭代 multi-UAV cooperation air combat Nash equilibrium matrix game method game iteration
针对无人直升机系统和控制器的不确定性，基于特征值摄动的思想设计了正规化非脆弱控制器，以保证系统具有良好的鲁棒性和飞行性能。首先，建立了无人直升机的非线性姿态动态的T-S模糊模型，然后，基于特征值摄动的思想针对系统的标称部分进行了正规化设计，使得标称部分的特征值摄动受系统不确定的影响不敏感；其次，考虑系统不确定和控制器增益的加性摄动，针对不确定的部分设计了模糊非脆弱控制器，并基于Lyapunov理论分析了闭环系统的稳定性，应用LMI（Linear Matrix Inequality)方法求解了控制器参数。最后，仿真结果表明，所设计的控制器具有很好的鲁棒性。
T-S模糊模型 非脆弱控制 正规化设计 LMI方法 T-S fuzzy model non-fragile control normalized design LMI method
传统的粒子群算法在运行的过程中容易陷入局部最优,从而导致最终的路径规划不能达到最优。为此,传统的粒子群算法在迭代寻优的过程中为每个粒子引入蚁群算法中的信息素,赋予粒子更多信息内涵以加快收敛速度。然后考虑模糊逻辑,研究了基于模糊逻辑粒子群算法的无人机三维路径规划问题,通过模糊处理控制路径规划的输入量,防止系统陷入局部最优。所提算法结合了粒子群算法、蚁群算法和模糊逻辑的优势,通过实例仿真验证了算法的有效性。
无人机 路径规划 粒子群算法 模糊逻辑 UAV route planning particle swarm optimization fuzzy logic
针对高超声速飞行器的机翼损伤问题, 改进了预设性能算法并设计了姿态减损控制器, 以保证在飞行过程中增强控制器减损效果并保障飞行性能。首先, 通过分析飞行器机翼关键部件受力情况, 给出可实时计算损伤量和损伤变化率的损伤模型;然后, 基于预设性能理论, 改进了性能函数指数和误差转换函数, 并结合飞行器模型设计了基于改进预设性能的姿态减损控制器。通过仿真分析验证了所设计控制器的有效性。
高超声速飞行器 姿态控制 减损控制 改进预设性能 hypersonic flight vehicle attitude control damage-mitigating control modified prescribed performance
1 南京航空航天大学自动化学院，南京211100
2 ' 中国电子科技集团公司第二十八研究所, 南京210016
分析了高超声速飞行器机翼颤振问题及机翼颤振损伤随机翼应力的变化情况。首先研究高超声速飞行器的二元机翼模型，建立机翼颤振的动力学模型，运用活塞理论对机翼的非定常气动力进行计算，并针对一定飞行速度下的机翼的颤振情况进行分析。然后通过应力-应变σ-ε模型，应变与疲劳寿命的ε-N模型分析机翼颤振应力对机翼颤振损伤的影响。仿真结果表明，机翼颤振损伤与机翼的颤振幅度密切相关，为工程实践中的机翼可靠性分析提供了重要的参考。
高超声速飞行器 气动弹性 机翼颤振 结构损伤 hypersonic vehicle aeroelasticity airfoil flutter structural damage
研究了高超声速飞行器的姿态运动间的强耦合问题并设计了姿态协调控制器，首先基于状态变量间耦合度推导了耦合熵，再基于耦合分析设计了协调因子，其中将状态变量间的耦合熵作为协调因子的参数，然后引入协调因子设计了姿态控制器。仿真结果表明，所设计的协调控制器可有效应对高超声速飞行器姿态运动间的强耦合问题，在保证姿态稳定的前提下，实现了姿态角之间的协调控制。
高超声速飞行器 姿态运动 耦合熵 耦合利用 协调控制 hypersonic flight vehicle attitude dynamics coupling entropy coupling utilization coordination control
1 南京航空航天大学自动化学院, 南京 211106
2 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
分析了高超声速飞行器机翼关键部件的损伤演化及飞行器飞行动态对损伤的影响。在建立了高超声速飞行器机翼关键部件损伤动力学模型、飞行器动力学模型以及对机翼关键部件载荷应力分析的基础之上, 依次分析了飞行器飞行高度、速度、迎角以及控制舵面偏角等飞行器变量对机翼关键部件损伤动态特性的影响, 以确定影响损伤的关键变量。仿真结果表明, 相对于其他变量, 飞行器迎角对机翼关键部件损伤的影响是最大的。基于此结果可得出当飞行器进行高超声速飞行时, 从保证飞行安全与延长使用寿命的角度来看, 应尽量限制飞行迎角大小。所得结论为实际工程中结构可靠性设计提供了有价值的参考。
高超声速飞行器 机翼 损伤动力学模型 损伤动态特性 hypersonic aircraft wing damage dynamic model dynamic damage characteristic
1 南京航空航天大学自动化学院，南京210016
2 中国人民解放军95478部队，重庆 401329
3 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471000
针对子母弹打击航空母舰的毁伤进行了评估研究。通过分析舰载机保障系统组成结构和主要设施的易损性，运用模糊层次分析法建立了毁伤评估模型，分别通过三角模糊数互补判断矩阵、互反判断矩阵确定了主设施、子设施权重和主设施综合毁伤值。基于主设施权重和综合毁伤值评估了系统的毁伤程度。根据某子母弹的打击效果进行了算例分析，结果表明了算法的有效性，并反映了航母毁伤评估以系统作战效能变化为依据的特点。
航空母舰 模糊理论 模糊层次分析法 毁伤评估 aircraft carrier fuzzy theory fuzzy analytic hierarchy process damage assessment
1 南京航空航天大学自动化学院，南京 210016
2 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471000
基于改进加权A*算法研究了舰机联合航迹规划问题。首先，通过分析驱逐舰的**系统结构，得出驱逐舰和舰载直升机在联合执行任务时的安全距离；由于传统A*算法运用于舰机联合航迹规划问题的局限性，引入安全代价和路径安全值加权系数，基于传统A*算法给出了改进加权A*算法，协同规划舰艇和舰载机的路径；最后，通过案例仿真验证了算法的有效性。
联合航迹规划 A*算法 安全值 舰载机 舰艇 joint path planning A* algorithm security value shipboard aircraft warship
