路遥
- 作品数：8 被引量：84H指数：5
- 供职机构：北京航空航天大学航空科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自然科学总论更多>>
- 高超声速飞行器自适应反步控制器设计被引量：9
- 2015年
- 针对含有不确定干扰项的吸气式高超声速飞行器模型,分别设计了基于反馈线性化的速度控制器和基于反步法的航迹控制器,以实现对速度和航迹角参考信号的稳定跟踪。通过指令滤波器得到俯仰角的实际跟踪指令及其一阶、二阶微分信号,可直接设计升降舵控制指令,在解决了虚拟控制量求导"复杂性爆炸"问题的同时,减少了反推计算步数,从而达到提高系统动态性能和优化控制器结构的目的。基于LaSalle不变集原理和Lyapunov理论设计的自适应更新律保证了系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器在飞行器存在不确定干扰的情况下仍能满足对参考信号跟踪性能的要求。
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- 关键词：高超声速飞行器反步法飞行控制不确定性
- 近空间飞行器变增益非线性切换控制器设计被引量：3
- 2017年
- 针对变后掠翼近空间飞行器大包络、多工作模态和模型不确定的特点,研究其模态切换过程中姿态的鲁棒跟踪控制问题.首先建立含扰动项的飞行器非线性切换模型,基于反步滑模方法和非线性干扰观测器设计鲁棒控制器,通过公共Lyapunov函数理论证明所设计的控制律能够保证闭环切换系统的稳定性;采用变增益切换控制策略为不同飞行模态设计合适的控制增益,用以提高系统的动态性能.仿真结果验证了所提出方法的有效性和必要性.
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- 关键词：近空间飞行器非线性切换系统反步法滑模控制变增益
- 基于布谷鸟搜索算法的一类变体飞行器容错控制被引量：8
- 2015年
- 针对一类存在执行机构故障的分布式结构变体飞行器的控制分配问题,结合整数规划理论,提出一种基于布谷鸟搜索算法的容错控制方法。首先,设计虚拟控制指令,使得系统状态能够很好地跟踪参考模型;然后,将执行器概率性故障与饱和约束转换为整数规划问题中决策变量的约束,从而将执行器控制分配问题转化为一类整数规划问题;最后,采用改进的布谷鸟搜索算法进行求解,得到实际的执行器控制分配指令。仿真结果表明,在执行器存在概率性故障的情况下,该容错控制方法较无容错策略的情况能够有效提升系统的跟踪性能;与遗传算法相比,该算法得到的执行器控制分配结果更加精确。
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- 关键词：变体飞行器容错控制
- 输出重定义的高超声速飞行器鲁棒自适应控制律设计被引量：10
- 2014年
- 针对一个吸气式高超声速飞行器模型,研究了其鲁棒自适应控制方法并进行了稳定性分析。针对高超声速飞行器的非最小相位特征,通过输出重定义的方法使非最小相位系统的不稳定零动态变为渐近稳定。采用反馈线性化方法设计控制器,实现对速度信号和航迹角信号的稳定跟踪,同时采用切换控制方法消除系统不确定性带来的影响,提高系统的鲁棒性。稳定性分析结果证明系统具有公共李雅普诺夫函数,且所有状态量均能收敛到原点附近的一个小邻域内。仿真结果表明,所设计的控制系统能够有效跟踪参考轨迹,且在给定的有界连续不规则变化模型不确定性和外界干扰范围内也具有良好的跟踪性能。
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- 关键词：高超声速不确定性鲁棒自适应控制
- 存在整数约束的分布式驱动变体飞行器控制分配被引量：4
- 2018年
- 针对一类含有整数控制约束的分布式驱动变体飞行器在线控制分配问题,提出了一种基于布谷鸟搜索算法的求解策略.首先,考虑到指令分配误差以及作动器的损耗,将飞行器在线作动器控制分配问题表示为一类整数规划问题.然后,设计改进的布谷鸟搜索算法求解作动器的控制指令,采用Tent混沌映射初始化种群、自适应的步长控制量等措施提高算法的搜索效率.最后,将提出的控制分配方法应用于一类新型操纵面飞行器,仿真结果验证了该方法的有效性.
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- 关键词：飞行控制整数规划TENT映射
- 分布式近空间飞行器容错控制方法研究
- 2018年
- 针对一类存在作动器概率性故障的分布式驱动近空间飞行器的控制问题,提出了一种基于改进的蝙蝠算法的容错控制方法。首先,针对飞行器的小扰动线性化模型,设计虚拟控制器,使得系统能够较精确地跟踪给定的参考模型;然后,在考虑作动器概率性故障的情况下,结合整数规划理论,将飞行器执行阵列控制指令的设计问题转化为一类包含整数约束的优化问题,并利用结合了莱维飞行机制的蝙蝠算法进行求解;最后,通过仿真实验验证所提方法的必要性和有效性。仿真结果表明,与未考虑容错策略的控制方法相比,所提出的容错控制方法在作动器出现概率性故障的情况下具有良好的跟踪性能;且莱维飞行机制能够有效改善蝙蝠算法的搜索效率。
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- 关键词：近空间飞行器容错控制整数规划
- 高超声速飞行器指令滤波反演控制被引量：22
- 2016年
- 针对含有不确定扰动项的吸气式高超声速飞行器纵向非线性模型,提出了一种基于指令滤波器的反演控制方法。将飞行器动力学模型划分为航迹角子系统和速度子系统并表示为严格反馈形式,采用动态逆方法设计反演控制中每步的虚拟控制量,并对指令滤波过程中产生的误差进行补偿。利用指令滤波器获取虚拟控制量的一阶导数,解决了反演控制方法中的"微分项膨胀"问题,同时引入虚拟控制量和实际控制量的幅值、速率和带宽约束。采用扩展状态观测器(ESO)对模型中的不确定项进行估计和补偿,保证闭环系统在存在参数不确定和外部扰动的情况下仍具有良好的控制性能。仿真结果表明,在飞行器总体参数和气动参数存在偏差的情况下,该方案能够实现对速度和航迹角参考信号的稳定跟踪。
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- 关键词：高超声速飞行器反演控制不确定性
- 改进的遗传算法求解火力分配优化问题被引量：34
- 2016年
- 提出一种求解火力分配优化问题的改进遗传算法。基于目标函数的相对大小构造适应度函数,较传统的界限构造法更加显著地体现染色体之间的差异,使得优良染色体更容易被选中,从而提高算法的收敛精度。采用基于父代染色体相似度的启发式遗传算子优化遗传运算,灵活、有针对性地对父代染色体进行交叉或变异操作,在防止算法陷入局部最优的同时保证种群的更新速度。仿真实验对比结果分析表明所设计的改进算法具有更高效的寻优能力。
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- 关键词：整数规划火力分配遗传算法适应度函数
