双螺旋桨推进复合式直升机具有可变飞行模式, 过渡段是实现不同飞行模式转换的必经阶段, 且两侧螺旋桨的不对称效果加剧横航向耦合, 为保证复合式直升机过渡段的飞行安全, 设计横航向姿态解耦控制系统。针对复合式直升机过渡飞行阶段存在的控制方式转换与横航向通道间操纵耦合问题, 制定了以操纵功效为约束的控制方式线性过渡策略, 基于显模型跟踪解耦控制理论设计了控制阵解耦的姿态控制器, 构建了横航向姿态解耦控制系统仿真模型。仿真结果表明: 该控制系统可以有效保证复合式直升机控制方式平稳转换, 并实现横航向通道解耦控制。
复合式直升机 过渡策略 显模型 解耦控制 compound helicopter transition strategy explicit model decoupling control
1 中国民用航空飞行学院航空电子电气学院，四川 广汉610308
2 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209
3 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
为实现无波前传感器自适应光学系统中双变形镜的解耦控制，本文提出了一种基于模式投影抑制的双变形镜解耦控制方法，其中：低空间分辨率大行程变形镜使用模式法进行控制，用于低阶像差校正；高空间分辨率变形镜用于校正高阶像差。同时，通过投影抑制法消除高空间分辨率变形镜中的低阶校正分量，进而实现两个变形镜的高效协同工作。理论分析与仿真结果表明，相比传统的无波前传感器自适应光学系统的解耦算法，本文所提解耦控制方法在稳定性、解耦计算的运算量上均有更优异表现，并可实现良好的耦合误差抑制与像差校正效果。所提算法的有效性得到了原理性实验的验证。
自适应光学 双变形镜 解耦控制 投影抑制
1 光电控制技术重点实验室,河南 洛阳 471000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所,河南 洛阳 471000
针对两轴两框架光电平台电机存在的非线性以及方位与俯仰轴系之间互相影响产生的耦合对控制精度的影响,提出一种基于逆系统的光电平台非线性解耦控制方法。根据两轴光电平台方位与俯仰框架的动力学模型,建立状态空间方程,然后设计逆系统,获取系统的状态变量,并将逆系统与原系统进行串联得到一个伪线性系统,使原来的单个耦合非线性多输入多输出系统转换为两个线性解耦单输入单输出子系统,以消除方位俯仰轴系之间存在的非线性强耦合。在Matlab中建立系统仿真平台,仿真结果表明,所设计的基于逆系统的光电平台非线性解耦方法可以有效减小方位与俯仰轴系之间的耦合,提升平台系统的稳定精度。
光电平台 逆系统 非线性解耦控制 解耦 photoelectric platform inverse system nonlinear decoupling control decoupling
1 中国酒泉卫星发射中心, 甘肃 酒泉 732750
2 国防科学技术大学, 长沙 410073
两自由度柔索传动稳定平台通过电机并联驱动实现负载端动力输出, 其耦合特性为控制系统设计增加了难度, 制约了控制品质的提升。在运动学分析的基础上, 采用拉格朗日方法构建动力学模型; 基于典型耦合结构, 开展双输入双输出耦合系统耦合度分析和计算; 分析解耦控制原理, 提出一种前馈补偿解耦控制策略, 并进行仿真验证。研究计算结果表明：所述平台本质是双输入双输出耦合系统, 存在动力耦合和位置耦合, 位置耦合作用的效果是调和动力耦合, 提出的前馈补偿解耦策略能够实现平台动力和位置完全解耦, 达到理想的解耦控制效果。
稳定平台 并联结构 解耦控制 拉格朗日方程 耦合度 stabilized platform parallel structure decoupling control Lagrange equation coupling degree
1 南京航空航天大学南京210016
2 成都飞机工业集团有限责任公司，成都610091
针对舰载无人机着舰末端纵向通道存在姿态与轨迹耦合的问题，提出了一种采用升降舵通道控制姿态、发动机通道控制轨迹的解耦控制策略；应用动态逆与自适应相结合的控制方法，削弱了控制系统中未知扰动带来的影响，保证了控制系统的快速性。为减小着舰末端甲板运动对着舰误差的影响，设计了甲板运动补偿网络。仿真结果显示，该控制方案控制效果良好，控制器具备较强的抗扰能力，可以有效减小舰尾气流对无人机着舰的影响。
舰载无人机 解耦控制 自适应 动态逆 carrier UAV decoupling control adaptive dynamic inversion
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
为了实现对Woofer-Tweeter双变形镜自适应光学系统的解耦控制, 提出了一种基于拉普拉斯本征函数的解耦控制算法。通过求解不同齐次Neumann边界条件下的拉普拉斯本征方程, 获得不同光瞳区域下自身和一阶偏导数均正交的拉普拉斯本征函数。利用不同光瞳区域下的拉普拉斯本征函数, 实现了对不同光瞳区域下Woofer-Tweeter双变形镜自适应光学系统的解耦控制。此外, 拉普拉斯本征函数的一阶偏导数具备正交性, 这使得在构建Tweeter耦合抑制矩阵时无需对Tweeter驱动器响应函数面形进行逐个测量, 极大简化了Tweeter耦合抑制矩阵的构造过程。采用Woofer-Tweeter双变形镜自适应光学系统对该算法的有效性进行了实验验证, 结果表明：基于拉普拉斯本征函数的解耦控制算法能够实现对Woofer和Tweeter同步控制, 并能有效地抑制Woofer和Tweeter之间的耦合误差。
自适应光学 双变形镜 解耦控制 拉普拉斯本征函数
针对制导炮弹周期性滚转产生的俯仰和偏航通道之间的交叉耦合效应，采用前馈补偿法解耦结合PID控制器设计了解耦控制算法。建立自旋制导炮弹数学模型，求解得到俯仰和偏航方向的传递函数，利用相对增益判定耦合度并采用前馈补偿法进行解耦，运用PID控制结合前馈补偿器设计制导炮弹的解耦控制系统,该方法简化了控制器，实现了对制导炮弹强耦合系统的解耦。经数值仿真分析可知，所设计的控制方法在强耦合和参数摄动下，具有快速响应能力、较高指令跟踪精度和强鲁棒特性，实现了系统解耦，满足系统性能要求。
制导炮弹 前馈补偿器 PID控制 解耦控制 guided projectile feed-forward compensation PID control decoupling control
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京100191
2 北京航空航天大学 惯性技术国家级重点实验室,北京100191
针对主被动磁悬浮控制力矩陀螺(CMG)磁轴承两径向平动自由度之间存在较强耦合的问题,提出采用α阶逆系统方法对主被动磁轴承系统进行解耦控制。首先,根据主被动磁轴承的结构特点,建立了主被动磁悬浮转子径向通道平动力模型以及动力学模型;利用上述模型分析了两径向自由度之间的耦合特性,并对系统进行可逆性分析,得到了原磁轴承系统的α阶逆系统模型。然后,将原系统与α阶逆系统组合得到二阶积分线性系统,利用最优控制器实现闭环控制。最后,对本文方法进行了仿真及实验。结果表明,当x向有40 μm位移阶跃和18 μm幅值的正弦干扰时,利用本文方法可将y向位移跳动控制在PID控制方法的13.6%和17.9%,实现了主被动磁悬浮转子两径向平动通道之间的解耦控制。
主被动磁悬浮转子 磁悬浮控制力矩陀螺 逆系统 解耦控制 passive and active magnetically suspended rotor magnetic suspended control moment gyroscope inverse system decoupling control 光学 精密工程
2014, 22(10): 2747
1 沈阳飞机设计研究所,沈阳110035
2 空军第二飞行学院,西安710306
在进行飞行控制律设计时，为了获得好的控制品质，有必要对各输出量进行解耦，并且使控制器能根据被控对象动力学特性的改变而自适应调整。为此，介绍了两种PID神经网络解耦控制结构和一种神经网络辨识器，并分别给出了PID神经网络解耦控制器和辨识器的前向算法及反向传播算法；最后分别应用两种解耦方法针对飞机横侧向线性模型进行计算仿真，得到了两种解耦结果;证明了PID神经网络解耦控制的有效性，并比较了两种结构的优缺点。
飞行控制律 自适应调整 神经网络 解耦控制 线性模型 flight control law selfadaption neural network decoupling control linearity model
