基于非线性模型预测的翼伞系统控制研究
翼伞空投系统模糊控制器的设计与实现
翼伞空投系统模糊控制器的设计与实现
朱二琳;张兴会
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2011(34)4
【摘要】翼伞系统为复杂的非线性系统,在飞行过程中易受外界因素的干扰。
针对翼伞空投系统在实际工程中的应用,提出1种基于模糊逻辑的翼伞导航控制算法。
首先,建立六自由度的翼伞系统动力学模型,针对其动力学特性设计飞行控制方案,最后讨论风的干扰对系统稳定性的影响。
仿真结果表明,模糊控制算法简单有效,易于实现,完全满足航迹跟踪的要求。
【总页数】5页(P46-49)
【关键词】翼伞空投系统;模糊控制;导航与制导;航迹跟踪
【作者】朱二琳;张兴会
【作者单位】天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】V249;TP273
【相关文献】
1.软件无线电实现翼伞空投遥控系统中的抽取器 [J], 双银峰;马晓岩
2.翼伞空投系统动力学建模与仿真 [J], 周靓;戈嗣诚;张青斌;倪章松
3.动力翼伞系统空投风场的辨识与应用 [J], 檀盼龙;孙青林;高海涛;陈增强
4.一种用于空投翼伞雀降时的声波高度计系统设计 [J], 任建新;王青青;牛振中
5.翼伞空投系统的动力学建模与飞行控制仿真 [J], 胡文治;陈建平;张红英;童明波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于预测控制和动态逆算法的翼伞飞行控制
基于预测控制和动态逆算法的翼伞飞行控制谢志刚;陈自力【摘要】针对传统无人机动态逆控制算法并不能完全适用于翼伞飞行控制的问题,提出了结合预测控制与动态逆的组合飞行控制算法,该算法选取偏航角及其变化速率作为控制回路,使其满足非线性动态逆的设计条件,根据内环线性反馈得到的线性模型作为预测控制模型,设计了组合飞行控制策略.仿真结果表明:组合控制算法相比非线性动态逆算法,对给定航向的跟踪具有较好的效果,验证了算法的有效性.%Aiming at the problem that traditional UAV dynamic inversion method could not entirely meet parafoil flight control, a flight control method combined predictive control and dynamic inversion was proposed. It took the yaw angle and if s variational rate as control loop input variable, which satisfied the demands of nonlinear dynamic inversion. Based on the state space model which come form inner loop after applying feedforward linearization, a combined flight control method was designed. The validity of the composited control method was verified, and the tracking effect of heading control had better performance than nonlinear dynamic inversion.【期刊名称】《探测与控制学报》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】5页(P34-38)【关键词】翼伞;预测控制;动态逆;建模【作者】谢志刚;陈自力【作者单位】军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003;军械工程学院光学与电子工程系,河北石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言翼伞飞行运动本身具有复杂性、不确定性、非线性和时变等特点,可实施的控制作用非常有限,拉拽和释放伞衣后缘的操纵绳可改变伞衣的气动外形,从而改变翼伞所受气动力,实现翼伞的滑翔、转弯和雀降控制[1-2]。
飞行器智能控制中的非线性系统研究
飞行器智能控制中的非线性系统研究在现代航空航天领域，飞行器的智能控制一直是研究的重点和热点。
其中，非线性系统的特性给飞行器的控制带来了巨大的挑战，但同时也为实现更高效、更精确的飞行控制提供了新的机遇。
非线性系统与飞行器控制有着紧密的联系。
飞行器的运动本身就是一个复杂的非线性过程，例如空气动力学中的非线性效应、飞行器结构的非线性变形等。
这些非线性因素使得飞行器的动态特性变得复杂多变，难以用传统的线性控制方法进行准确描述和有效控制。
在飞行器的设计和运行过程中，非线性系统的表现形式多种多样。
比如，飞行器的姿态控制中，由于转动惯量的变化、气动阻尼的非线性特性等，导致姿态的变化呈现出非线性的规律。
再比如，在飞行速度和高度的控制中，空气密度、温度等因素的非线性变化会对飞行器的动力性能产生显著影响。
对于飞行器非线性系统的研究，首先要深入理解其数学模型。
这需要运用到一系列的数学工具，如微分方程、混沌理论等。
通过建立准确的数学模型，我们能够更好地描述飞行器在不同状态下的行为。
然而，实际情况往往比理论模型更加复杂，因为存在各种不确定性和干扰因素。
这就需要我们在建模过程中充分考虑这些因素，以提高模型的准确性和可靠性。
在研究飞行器非线性系统的控制方法时，传统的控制策略往往难以取得理想的效果。
例如，经典的 PID 控制在处理非线性系统时，可能会出现控制精度不足、稳定性差等问题。
因此，现代控制理论中的一些方法，如自适应控制、鲁棒控制等，逐渐被应用到飞行器的非线性控制中。
自适应控制能够根据系统的变化实时调整控制参数，以适应飞行器在不同飞行条件下的非线性特性。
鲁棒控制则可以在存在不确定性和干扰的情况下，保证系统的稳定性和性能。
此外，智能控制方法，如模糊控制、神经网络控制等，也为飞行器非线性系统的控制提供了新的思路。
模糊控制通过模糊逻辑和模糊规则来处理非线性系统中的不确定性和模糊性。
它不需要精确的数学模型，而是基于专家经验和知识进行控制决策。
基于非线性滑模控制的飞行器自稳定及鲁棒性分析
基于非线性滑模控制的飞行器自稳定及鲁棒性分析近年来随着无人机技术的快速发展，对于飞行器的自稳定和鲁棒性控制要求越来越高。
在众多控制策略中，非线性滑模控制成为一种重要的控制方法，具有较强的适应性、鲁棒性和抗扰性，在控制系统中得到了广泛应用。
本文以基于非线性滑模控制的飞行器自稳定及鲁棒性分析为主题，从概念、原理、应用等方面进行详细介绍。
一、非线性滑模控制的概念和原理非线性滑模控制，顾名思义，就是对非线性系统进行控制的一种方法。
在控制系统中，将非线性系统分成两部分，一部分是有限时间内能显著转移的系统（称为滑模面），另一部分是快速地使系统从当前状态转移到滑模面的控制器（称为滑模控制器）。
它的基本思想是，通过一个稳定的滑模面将非线性系统转换为可控、可观的线性系统，实现控制的目的。
滑模面的设计是非线性滑模控制的核心。
它的选择应考虑系统的非线性特性、外部扰动以及控制效果等因素。
一般来说，滑模面的设计要满足以下几个条件：1. 滑模面必须是可达的和稳定的；2. 滑模面必须是唯一的；3. 对于系统状态的任意初始值，都能在有限时间内到达滑模面；4. 对于系统的扰动和噪声具有良好的鲁棒性。
设计好滑模面之后，进一步需要设计与之匹配的滑模控制器，使得系统能够快速地在滑模面上滑动，并保持在滑模面上，实现对飞行器的控制。
二、非线性滑模控制在飞行器控制中的应用基于非线性滑模控制的飞行器控制方法已经广泛应用于各种类型的飞行器，如自主飞行器、直升机、飞艇等，取得了较好的控制效果。
飞行器的控制需求不同，针对不同需求设计的控制方案也不同。
例如，对于无人机这种自主飞行器，需要实现美妙的悬停和准确的飞行控制，因此在控制系统中需要加入高级控制策略，如航路跟踪、高度控制、姿态控制等。
而对于直升机这种复杂的飞行器，控制器的设计需要关注强烈的散射抖动、失速以及模态跳跃等问题。
三、非线性滑模控制的应用优势作为一种强鲁棒、适应性强的控制策略，非线性滑模控制不但可以帮助控制系统克服现实中各种不确定性和扰动，还可以指导控制系统对于故障和缺陷的检测和制动。
翼伞自主归航控制系统设计
翼伞自主归航控制系统设计高海涛;杨圣波【期刊名称】《现代计算机（专业版）》【年(卷),期】2014(000)021【摘要】设计一种用于翼伞空投系统上的控制系统。
采用ARM控制器作为核心控制元件，为操纵绳电机设计驱动电路。
针对经典PID控制过程中存在的缺陷，结合翼伞系统飞行特点，提出基于LADRC 控制理论设计控制算法，并利用MATLAB仿真软件对该算法的正确性进行验证，以及介绍控制系统的软件工作流程。
%Designs a control system for the parafoil airdrop system, adoptes the ARM controller as the key control component, and designs the driver circuit for the motors of steering lines. Aiming at the disadvantages of PID control and combining with the characteristics of parafoil flight, proposes a control algorithm based on linear active disturbance rejection control. MATLAB is used for verifying the correctness of the control algorithm. And introduces the workflow of the software of control system.【总页数】4页(P55-57,72)【作者】高海涛;杨圣波【作者单位】安徽科技学院数理与信息工程学院，凤阳 233100;天津华宁电子有限公司，天津 300000【正文语种】中文【相关文献】1.用于无人机精确着舰的翼伞归航控制方法 [J], 王帝;滕海山;吴世通2.翼伞精确空投系统归航轨迹规划与控制∗ [J], 胡容;姚敏;赵敏;程远璐3.大型翼伞归航控制航迹仿真分析 [J], 李春;祝燕华;滕海山;周朋4.可控翼伞归航控制软件设计 [J], 李春;吕智慧;黄伟5.翼伞系统在较大风场中的归航控制 [J], 陶金;孙青林;陈增强;贺应平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于LADRC的翼伞系统轨迹跟踪控制
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民用航空器非线性建模及控制技术研究
民用航空器非线性建模及控制技术研究民用航空器是现代航空运输业的重要组成部分，随着时代的发展和技术的进步，人们对民用航空器的安全性、性能、效率等问题越来越关注。
在这一背景下，民用航空器非线性建模及控制技术研究显得尤为重要。
本文将从理论、方法、实践等方面探讨该技术的研究进展和应用前景。
一、基本概念及背景民用航空器非线性建模及控制技术，是指利用非线性动力学和控制理论对民用航空器进行建模和控制的技术。
航空器在运行中受到空气动力学、惯性、弹性等多种因素的影响，导致其运动呈现出非线性复杂性。
因此，如何准确地描述它的动力学特性和设计一种有效的控制系统成为了一个重要问题。
从技术发展历程来看，民用航空器非线性建模及控制技术的应用最早起源于20世纪70年代末。
当时，选定了B-52飞机进行精度控制试验，成功地设计出一套适用于瞬态飞行的自适应控制算法。
之后，美国航空航天局（NASA）投入大量资金推进这个领域的研究，开展了大量的实验和仿真研究。
随着计算机技术和模拟技术的不断发展，非线性建模及控制技术也得到了进一步完善和广泛应用。
二、研究进展在民用航空器非线性建模及控制技术的研究中，最为核心的是建模和控制方法的开发和改进。
在建模方面，主要包括非线性模型的形式、状态变量的选取等方面。
在控制方面，主要包括控制方法、控制器结构、控制参数等方面。
这些方面的进展，将推动民用航空器在安全性、性能、效率等方面实现更大的提升。
1. 建模方法非线性建模是非线性控制策略设计的关键。
目前，常用的建模方法分为两类：全局方法和局部方法。
全局方法包括反向传递函数法、系统辨识法、神经网络等方法；局部方法包括扰动观测器法、自适应控制器、滑模控制器等方法。
其中，反向传递函数法是一种利用模型参考自适应控制器实现飞行控制的方法，该方法建立在飞行器模型已知的基础上，利用自适应控制算法进行参数整定，从而实现飞行控制。
2. 控制方法控制方法是非线性控制器设计的核心问题。
翼伞发电系统的GPU并行轨迹优化
翼伞发电系统的GPU并行轨迹优化张利民;孙明玮;刘东辉;全胜;陈增强【摘要】Wind energy at high altitudes is a new approach to generate clean energy. The predictive con-trol in the offline manner was previously employed to handle the problem of trajectory design with uncon-cventionally given objective function, however it is time-consuming and lacks of adaptability and flexibil-ity to varying aerodynamic parameters. A receding horizon optimization method for the tethered foil gener-ator based on an online searching strategy was presented. The nonlinear optimization problem was approx-imately reformulated to a univariate receding horizon sub-optimal issue in a short interval. By using uni-form sampling and chaotic search approaches, the sub-optimal solution, subject to the physical con-straints, was obtained. The proposed method is parallelly implemented by graphic processing unit ( GPU) to raise its online calculation efficiency. The hardware-in-the-loop simulation result demonstrates its effec-tiveness.%高空风能发电是一种新型的清洁能源生产方式. 针对这种非常规的带有特定目标函数优化的轨迹设计问题,采用预测控制是一条可行途径,但该方法目前需要事先离线求解,计算量极大,不具有在线自适应能力. 提出了一种基于混沌的实时轨迹优化策略,以克服上述算法的不足. 这是一维变量滚动次优化问题,利用均匀采样结合混沌搜索,给出了过程约束下的优化方法. 通过采用数值算法的并行化,提高了在线计算效率. 半实物仿真试验结果说明了该算法的有效性.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2015(019)008【总页数】7页(P88-94)【关键词】翼伞发电系统;轨迹优化;滚动时域;混沌;图像处理器;并行计算【作者】张利民;孙明玮;刘东辉;全胜;陈增强【作者单位】辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新,123000;南开大学计算机与控制工程学院,天津300071;南开大学计算机与控制工程学院,天津300071;北京机电工程研究所,北京100074;南开大学计算机与控制工程学院,天津300071【正文语种】中文【中图分类】TK89;TP273;V448由于地面上的风极不稳定,导致了风力发电中地面发电机组风轮转速的不稳定,使得传统风电被称为“垃圾电”［1］。
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翼伞 的气室 在 充 满气 后 ， 伞 伞 衣 的侧 剖 面 形 翼 状类 似 于翼 型 ， 气 动性能 与小 型无 人机 机翼 相 似． 其
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ａ ｅ ｄｒ ｗｎ ｆ ｏ ｉ．Ｉ ｓ ｓ ｏｗｎ ｔ ｔ ｔ ｍ ｂｅ ｆ Ｔａ ｏｒ ｓ ｒｅ ｘ ａ ｉ ｅ ｍ ｓ ｃ ｎ ｂ ｅ ｏｒ ｒ ａ ｒ ｍ ｔ ｔ ｉ ｈ ｈａ ｈｅ ｎｕ ｒ ｏ ｙｌ ｅ ｉ ｓ ｅ ｐ ｎｓｏｎ ｔ ｒ ａ ｅ ｕｓ ｄ ｆ
谢 志 刚 ，陈 自力 ，李 梦麟
（． 军 械 工 程 学 院 光 学 与 电 子工 程 系 ，河 北 石 家 庄 １ ０ ０ ０ ；２ ７ １ ０部 队 ，广 西 桂 林 ５０３ ． ５２ ５ １０ ） ４ ０ ５
摘 要 ：翼 伞 系 统 在 飞行 过 程 中 ， 外 界 不 确 定 因 素 的影 响 呈 现 出非 线 性 特 性 和 耦 合 性 ． 用 非 线 性 模 型 预 测 控 制 受 应 理 论 对 翼 伞 系统 飞 行 控 制 进 行 了 研 究 ， 出基 于 非 线 性 模 型 预 测 控 制 的翼 伞 系 统 控 制 律 设 计 方 法 ， 推 导 出 控 制 提 并
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｆ ｉ Ｃｏ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ Ｐａ ａ ｏ ｌ ｎｔ ｏ ｙ ｔ ｍ Ｂａ ｅ ｎ Ｎｏ ｉ ｅ ｒ Ｍ ｏ ｌＰｒ ｄ ｃ ｉ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｓ ｄ ｏ ｎｌｎ ａ ｄｅ ｅ ｉ ｔｖ ｎ ｒ ｌ
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第 ２ ４卷 第 ４期
２１ ０ ２年 ８月
军
械
工
程 学
院
学
报
Ｖｏ１ ４ ．２ Ｎｏ． ４
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基 于 非 线 性 模 型 预 测 的翼 伞 系统 控 制 研 究
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