现代飞行控制系统的稳定性和鲁棒性评估

现代飞行控制系统的稳定性和鲁棒性评估

一、现代飞行控制系统的稳定鲁棒性评估(论文文献综述)

陈瑶,陈思[1](2021)在《基于自适应多普勒及动态邻域的改进BA算法》文中提出蝙蝠算法(Bat Algorithm,BA)是一类新型元启发式算法,针对其在算法后期寻优精度降低、易陷入局部极值的不足,提出一种具有自适应多普勒策略及动态邻域策略的改进算法。根据蝙蝠个体在捕食过程中与猎物间存在的相对运动现象,引入自适应多普勒策略改进频率参数,增强算法全局探索的寻优能力。将动态邻域策略与BA算法有机结合,增加蝙蝠个体寻优结构的多样性,改善算法易陷入局部最优的不足。从理论上分析了改进后算法的收敛性和运算复杂性。在数值实验部分对改进后的算法进行了性能及应用测试:对10个经典标准测试函数在不同维度下进行对比实验,将其应用于求解螺旋压缩弹簧优化设计问题,并与其他算法进行了对比分析。实验结果证明了具有自适应多普勒策略及动态邻域策略的改进算法具有更优的收敛速度、收敛精度以及稳定鲁棒性。

罗磊[2](2020)在《基于2D旋转激光的室内三维SLAM技术研究》文中进行了进一步梳理随着虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术的不断发展,人们对周围环境感知、定位、建模的需求日益增强。与此同时,室内定位导航逐步向立体化的3D模型地图方向发展。因此,在室内场景中准确定位和方便快速低成本地构建环境地图在当前背景下凸显地尤为重要。同步定位与构图(SLAM)作为众多领域的基础模块,可实时确定自身位置,同时构建周围环境地图,具有数据采集快速灵活、实时响应、设备便携易操作等特点,成为当下研究热点之一。针对2D激光SLAM越来越不能满足日常需求、传统3D激光SLAM成本高、现有方法在室内场景定位构图不鲁棒等问题,本文设计实现一种使用2D激光传感器进行室内数据采集的3D激光SLAM系统,可快速构建室内环境地图并实时确定自身位置,具有成本低、易携带、可拓展等特点。硬件采集系统仅依赖电机带动一个2D激光传感器绕前向轴旋转,扫描获得场景3D点云,结构简洁,成本低廉。结合室内结构特点,本文SLAM算法基于室内广泛存在的平面和平面相交线段(面交线)作为高区分度特征,利用鲁棒的特征匹配进行特征关联,通过粗略估计单帧变形、快速帧内线性优化、精细地图B样条优化的分级位姿优化策略平衡效率与精度,逐步优化位姿轨迹,来解决低成本采集设备数据量小、频率低、帧内变形大等问题,实现低成本、低漂移的室内激光SLAM系统。此外,本文还利用同时具有局部和全局信息的特征表达,提出了一种由平面和面交线特征及其邻接关系构建的结构化场景地图表达方式,可以简洁有效地表达室内场景骨架结构,具有很强的结构和语义信息,可方便快速进行特征关联和地图更新,适用于室内场景表达。本文实验部分,通过定性和定量实验对本文算法与现有算法进行对比验证评估。首先,通过算法不同模块的消融实验,验证本文提出的高区分度的特征表达和由粗到细分级位姿优化的有效性;然后,从硬件时间延迟误差、延迟噪声、电机角度姿态不准确、数据缺失等多方面实验证明本文方法对硬件设计安装要求低,无需提前标定;同时从稳定鲁棒的特征表达匹配、分级位姿优化策略两个方面对比验证本文具有较强的抗运动变形能力,可解决本文设备数据量小、频率低、帧内变形大等问题;最后通过构建室内场景数据集测试本文算法,验证表明本文算法对多尺度、多功能的室内场景均可稳定鲁棒定位与构图,并且闭环轨迹平均相对平移误差1.095%,平均相对旋转误差0.0862°/m,表明本算法具有较强的抗漂移能力。通过以上实验综合证明本文算法的有效性、稳定性和鲁棒性,说明低成本采集硬件进行室内3D-SLAM的可行性。

马珍珍[3](2019)在《基于群智能优化的空空导弹鲁棒PID控制器设计》文中认为空空导弹作为现代空战中的主要武器,其性能的高低成为决定空战胜负的重要因素。目前,新一代导弹面临诸如非线性特性、通道耦合和各类不确定性等控制难题,采用经典控制理论设计的控制器已经难以解决,而采用H∞和μ综合等传统鲁棒控制方法设计的控制器存在阶次过高难以工程化应用的问题。本文以经典PID控制器作为系统控制结构,在控制系统设计中考虑系统的鲁棒性能指标,并且采用群智能优化中的非支配排序化学反应优化算法优化控制器参数,以完成鲁棒PID控制器设计。首先,本文建立了样例空空导弹非线性数学模型并对其进行了配平线性化,对各特征点线性化模型进行了操稳性分析、基于奇异值曲线的频域分析和对象不确定性分析,为后续鲁棒PID控制器的设计提供了基础。其次,通过对线性模型纵向通道的鲁棒控制器设计获取权函数,权函数在鲁棒PID控制器设计过程中用于计算鲁棒性指标。由于权函数的选取没有一般性的理论指导,因此提出群智能优化中的化学反应优化算法优化设计满足控制要求的权函数。再次,在Raytheon驾驶仪控制结构下,同时考虑闭环系统鲁棒性,应用上述优化所得权函数完成样例空空导弹鲁棒PID控制器设计。并且提出了一种非支配排序化学反应优化算法用于控制器参数的优化设计,针对H∞和μ综合控制方法的特点分别对算法进行了改进,并从时域和频域分别分析了鲁棒PID控制器的性能。最后,采用样例空空导弹非线性六自由度模型,对闭环系统的控制性能进行了综合仿真验证。通过参数插值方法得到了特征点间的控制参数,采用给定典型输入信号验证了系统的标称性能,并对其气动参数的主项和交叉项进行拉偏以验证其鲁棒性能。仿真结果表明,本文提出的基于群智能优化方法所设计的样例空空导弹鲁棒PID控制器性能满足要求。

谢蓉,王新民,曹宇燕,李婷[4](2018)在《先进战斗机飞行控制系统鲁棒性评估研究》文中提出先进战斗机具有很强的机动性和敏捷性,需要探索新的评估方法对其飞控系统的鲁棒性进行有效评估。搭建了先进战斗机的非线性模型,设计了基于动态逆的先进战斗机飞控系统;引入了控制系统二次型性能指标的概念,研究了基于二次型性能指标的评估原理;给出了存在参数摄动和外部干扰两种情况下控制系统的鲁棒性评估方法,对控制系统的鲁棒性进行了定量评估;对先进战斗机Herbst机动进行了数字仿真,验证了所设计鲁棒性评估方法的有效性。

张子豪[5](2018)在《基于激光阵列引导的固定翼无人机自动着舰技术研究》文中研究说明近年来,随着世界各军事大国对航空母舰技术越来越重视,舰载无人机的发展也如火如荼,无人机自动着舰引导及控制技术作为其中的核心,得到了国内外科研人员的广泛研究。本文以某型高速固定翼无人机为研究对象,给出一种采用激光阵列的着舰引导方式,并对激光阵列的布站问题进行优化设计,同时从提高系统鲁棒性出发设计了基于LQG/LTR方法的着舰控制律,最后搭建出硬件在环仿真系统对着舰过程进行综合仿真。首先,由无人机动力学与运动学方程建立其非线性数学模型,在低动压着舰模态平衡点处进行模型线性化分析,在此基础上对着舰过程中甲板运动及舰尾气流进行了建模及仿真验证,为无人机着舰引导与控制仿真验证奠定了基础。其次,针对无人机着舰高精度和高可靠性的要求,设计出一种基于激光阵列的着舰引导系统,并建立其数学模型及误差函数,使用遗传算法对考虑甲板几何约束的激光阵列布站进行优化,确立了引导误差最小的布站几何。然后,为提高无人机着舰控制系统鲁棒性,设计了LQG/LTR纵横向姿态内环控制律和轨迹控制律以及甲板运动补偿器,并对着舰过程进行数字仿真。通过与经典PID着舰控制律对比,表明了基于LQG/LTR的着舰控制律控制性能的优越性。最后,将基于STM32设计的飞控系统和基于Simulink Desktop Real-time的仿真计算机与三轴运动仿真转台相结合,搭建了无人机着舰引导与控制系统的硬件在环仿真环境。并进行考虑激光阵列引导误差和着舰复杂环境的着舰过程仿真,通过对比实验表明本文所设计的激光阵列布站方案和着舰控制律在恶劣海况下仍具有较高着舰精度和着舰成功率。

王仲杰[6](2018)在《基于编队飞行的自动驾驶仪飞行结果分析》文中研究说明飞行研究中心自主编队飞行项目的首次飞行试验阶段已经成功地证明了精度定位一架F/A-18飞机与第二架F/A-18飞机保持研究。混合式惯性导航系统(INS)和全球定位系统(GPS)测量已在空对空的遥测链路相连,用于计算相对位置估计。一种精密的研究编队自动驾驶仪的尾随飞机控制横向和垂直间距,而领先的飞机在自动驾驶仪控制下操纵。研究自动驾驶仪四个增益集被设计和飞行测试,稳态跟踪精度的设计要求在1个标准偏差10ft。性能也已被证明使用单轴和多轴输入,如阶跃命令和频率扫描。这份文章简要介绍了实验编队飞行系统,并讨论了已经飞行测试的导航,制导和控制算法。稳态跟踪飞行过程中编队的自动驾驶仪的飞行试验结果的概述。

尹堂文[7](2018)在《基于飞行安全调和测度及科学计算的人为因素设计与验证》文中指出飞行安全性是衡量航空系统先进程度的最重要标准,也是人为因素设计及其适航符合性验证的主要目标。人因意外是导致飞行安全事故的最主要原因之一,而人因意外无法从根源上加以杜绝的根本原因在于对人机工效状态空间的认识不够充分;人机与环境系统及飞行任务诸多方面的不确定性使人机工效状态空间极其庞大、复杂;因此,为了完成在飞行安全、飞机性能、机组绩效等方面的人为因素设计与验证,为了可持续地促进飞行系统的自动化扩展及安全性增强,需要探索一整套科学的解决方案,以获取足够的人机工效状态空间研究数据样本,推进基于人机工效状态空间的人为因素研究,促进计算人因与工效学的发展并推广其应用。人为因素设计与验证问题可以通过面向科学计算的人机与环境复杂系统建模与仿真转化为人机工效状态空间的事实与逻辑问题。对人机与环境复杂系统演变发展的模拟与仿真旨在再现飞行机组、飞机系统、飞行环境、飞行任务等方面的飞行条件、飞行状态、飞行性能的动态演进;演进的结果为人机工效状态空间中的一条高维曲线,也是人机工效状态空间的一个数据研究样本。人机工效状态空间包含交互与评估两个维度的基础信息数据;第一个维度标记飞行系统各层次的构型配置及各动态过程的交互事件;第二个维度标识飞行安全、飞机性能、机组绩效及飞行系统广义评价指标的量化测度。基于人机工效状态空间的人为因素研究包括四个层次的信息算法;第一个层次为基于人机工效大数据的统计建模;第二个层次为基于数据统计模型的因果推断;第三个层次为基于数据统计模型的人因反演;第四个层次为基于数据统计模型的正交实验设计。具有前瞻性的航空人为因素设计与验证能为飞行系统控制及航空系统工程中的协调与决策提供科学依据。本文就上述主题展开了全面、深入的理论与计算研究,具体的工作分为四个部分:首先,我们从方法论的角度探讨基于飞行安全调和测度的人为因素设计与验证解决方案,从方法体系、理论体系、技术体系、工具体系四个方面阐述面向科学计算的人机环智能系统建模与仿真及其在人为因素设计与验证中的作用。在明确了人为因素设计与验证这一科学问题之后,我们探究了飞行系统及人因交互的异构性,探究了科学计算及虚拟工程的适用性,探究了以人为中心的样机设计与制造,探究了多粒度合成飞行域模型、多层次异构域交互、多目标评估的统一表示,探究了人因与工效学问题的研究广度、深度、跨度,并据此提出了通过面向科学计算的人机与环境复杂系统建模与仿真将人为因素设计与验证问题转化为人机工效状态空间的事实与逻辑问题的可行性解决方案。然后,我们从大数据获取的角度探讨基于人机环智能系统建模与仿真的人机工效状态空间研究样本生成方法,从基于任务的人机耦合策略模型、飞行动力学的不变张量模型及基于有限体积法的计算空气动力学、面向飞行任务描述及飞行测试规划的飞行场景、飞行安全的内禀因素及调和测度、飞机性能的无量纲约简、飞行品质及机组绩效的客观评价、航空广义评价指标的变换域测度、全数字快速计算平台的分布式部署八个方面阐述人机环智能系统的复杂人机交互及其再现。在完成任务时,人类通常会期待最好的结果,做好最坏的准备、保证正常的绩效。基于任务的人机耦合策略模型以多特征模式及其结构化实现为独特视角,以解决问题计算序列及其逻辑与算术深度为主要原则,以最优控制、鲁棒控制、自适应决策为主要方法,从复杂性、自适应性、不确定性各层面模拟人类的能力及特征。飞机模型是人机耦合策略模型的操控对象,飞行动力学的不变张量建模及矩阵编码便于飞机模型的计算机仿真,也便于人机与环境复杂系统仿真度与可信度的提高。飞行场景以参数形式表征飞行任务及飞行条件的构型配置;其中,飞行任务的航段组成及衔接描述信息主要面向人机耦合策略模型,飞行条件的数据窗口及数据项规划信息主要面向适航符合性验证。及时察觉并准确评估正在迫近的危害是安全防范的根本。飞行安全性的检测涉及各类飞行事件及评价准则,且难以客观定量分析,检测结果也难以有效利用。我们将安全要素归结为三个内秉因素,并将其集成于统一的调和测度机制,使飞行安全性可借助于概率测度客观定量地加以测评,甚至预测。飞行性能的无量纲约简有助于将各种复杂飞行情况转化为内秉安全因素。通过性能参数的标准化及合理分组,无量纲飞行性能既便于在客观的环境中施加检测,又能准确地反映不同飞行环境及状态下的实际飞行性能。我们尝试在虚拟环境中实现对人-机系统的主观评价,并将其作为飞行品质及机组绩效的客观评价。鉴于飞行品质及机组绩效的评判是一个协同验证、多重决策与反馈控制的过程,我们从协同学习与预测控制的角度,在集成认知框架下的人机耦合策略模型中内嵌评价飞行品质及评估机组绩效的内省能力。人为因素研究涉及诸多抽象概念属性的主观评价。通过类比流体力学中的传输现象及传输属性,我们尝试将广义评价指标的相对概率测度及定量分析推而广之。基于面向服务构架的分布式计算平台在计算复杂性、分布性、并行性、开放性和可扩展性等方面全面支持了人机与环境智能系统建模与仿真,是人为因素设计与验证的科学计算及研究平台。接下来,我们从大数据计算的角度探讨基于人机工效状态空间的前瞻性航空人为因素研究方法,从人机工效大数据分层布局、人机工效大数据统计模型、人机工效大数据因果推断、人机工效大数据人因反演、人机工效正交实验设计五个方面阐述数据驱动及面向问题的人机工效大数据研究方法。混合效应及因果协变模型、Bootstrap参数随机化估计算法、拟合优度框架下的因果关系存在性判断算法、潜在结果框架下的因果效应显着性评估算法、人因反演响应核的最佳统计估计算法、人机工效状态子空间的渐进逼近算法等成果全面推进了基于人机工效状态空间的航空人为因素研究。最后,我们从系统控制与系统工程的角度探讨基于科学计算的航空人为因素设计与验证方法在飞行系统的自动化扩展及安全性增强方面的应用前景,并特别关注飞行安全调和测度在飞行器系统控制中的反馈作用、人为因素设计与验证在航空系统工程中的前馈作用。

李梦然[8](2017)在《高超声速飞行器控制器设计与性能评估研究》文中研究指明高超声速飞行器面临的飞行环境十分复杂多变,因而其对姿控系统提出了较高的要求,其姿控系统的控制器设计和评估一直是飞行器研究的热点。本文尝试对该领域进行探索。本文首先介绍了研究背景和意义以及滑翔式飞行器的发展现状,并分析了当前控制方法和评估方法研究现状。针对滑翔式飞行器再入段进行建模,得到其小偏差线性化模型,在此基础上,推导出摄动参数不确定下的摄动模型。在小偏差线性化模型的基础上,分别设计LQR(Linear Quadratic Regulator,线性二次型调节器)控制器和保性能控制器。ITAE(Integral of Time-weighted Absolute Value of the Error,时间乘以误差绝对值积分)指标简单易懂,但是常被用来设计SISO(Single Input Single Output)系统控制器中,本文将其作为MIMO(Multi Input Multi Output)系统的指标,并基于ITAE指标采用PSO(Particle Swarm Optimization,粒子群优化)算法对所设计的控制器参数进行优化。优化结果表明,该方法在MIMO系统上较为实用。同时将本文设计的基于ITAE指标的LQR控制器性能和基于回差矩阵奇异值的LQR控制器进行对比,得出本文设计的LQR控制器效果更好。最后,将这两种控制器分别用于姿控系统的控制律设计中,并进行非线性仿真,效果良好。接着,文中对单点控制器的鲁棒性采用结构奇异值方法分析其鲁棒稳定性,并结合极点分布予以验证,同时在此基础上分析了摄动参数变化时系统的性能鲁棒性。分析结果表明,本文所设计的两种控制器的鲁棒性能较好。最后,本文采用基于仿真数据的方法对再入段进行整体性能评估。在层次分析递阶分层的基本框架下,建立姿控系统的性能评估指标,并根据专家经验给出其效用函数。然后对几种主客观赋权法和试验设计法分别予以分析,并选择合适的评估方法,接着给出评估流程的框架,并按照此框架进行仿真。

甄子洋,王新华,江驹,杨一栋[9](2017)在《舰载机自动着舰引导与控制研究进展》文中研究指明舰载机自动着舰是一项复杂的系统工程。本文概述与总结了舰载机自动着舰系统及着舰引导与控制关键技术的发展现状;阐述了自动着舰系统的发展历程、设计规范,详细描述了自动着舰系统的基本架构和工作原理。在总结舰载机自动着舰引导与控制关键问题的基础上,详细概述和分析了舰载机数学建模、着舰引导、着舰飞行控制、动力补偿/自动油门控制、甲板运动建模、预估和补偿控制、舰尾气流建模与抑制、雷达噪声抑制与误差标校、复飞/逃逸决策与控制等关键技术的研究进展。最后,对舰载机自动着舰引导与控制的研究成果作了总结,并对未来发展方向进行了展望。本文旨在促进舰载机自动着舰技术的发展。

贾如岩[10](2016)在《助推滑翔导弹低空级间热分离过程及其影响研究》文中提出热分离是导弹级间分离的重要方式。助推滑翔导弹的弹道特性比传统导弹更为复杂,直接影响级间分离安全性与飞行稳定性。低空高速条件下的级间热分离是助推滑翔导弹面临的关键问题之一。助推滑翔导弹低空级间热分离具有气动干扰强烈、影响因素不确定、多物理过程耦合等特点,本文针对此过程及其影响进行了系统深入的研究。系统开展了助推滑翔导弹级间热分离过程中复杂喷流流场对导弹姿态运动的干扰特性研究。研究结果表明,级间热分离初期以两级级间间隙为界,可将流场分为内部喷管喷流流场与外部间隙喷流干扰流场,内外流场中不对称的流动分离高压区域,是级间热分离过程对上面级弹体姿态运动干扰的重要来源,其中内流场为处于过膨胀状态的喷管内部形成的流动分离,外流场为超声速来流与级间间隙侧向喷流相互干扰形成的流动分离。研究了导弹低空级间热分离过程中,级间间隙侧向喷流与超声速来流的干扰特性,分析了来流特征、喷流特征、分离运动参数对流场结构与干扰力矩的影响规律。研究了导弹级间热分离过程中喷管流动分离与侧向力特性,获得了级间热分离中锥形喷管与最大推力抛物型喷管流动分离流场结构与侧向力特征,分析了两级相对运动偏差的影响规律。基于上述结果揭示了级间分离区域内、外流场对助推滑翔导弹姿态运动的干扰原因。提出了基于区间分析的导弹级间分离段控制非概率鲁棒分析与设计方法。建立了控制系统区间鲁棒性的描述模型,对比了一阶、二阶区间摄动法与子区间摄动法在计算级间分离段导弹控制鲁棒性指标时的精度。建立了控制系统区间鲁棒性优化模型,将子区间摄动法与序列近似优化算法相结合,实现了参数不确定条件下,助推滑翔导弹级间分离段控制鲁棒性的快速分析与优化设计。开展了助推滑翔导弹低空级间热分离过程多学科耦合仿真研究。提出了基于网格伴飞策略的流场/飞行力学/控制耦合仿真方法,实现了带闭环控制六自由度飞行力学仿真与流场动边界非定常数值模拟的实时耦合,搭建了基于多学科协同仿真的数值虚拟飞行系统,针对三种启控策略,进行了两级助推滑翔战术导弹级间热分离过程的多学科耦合仿真分析。论文为助推滑翔导弹低空级间热分离过程预示与方案设计提供了重要的理论依据与技术支撑。同时,论文对侧向喷流干扰、喷管流动分离与侧向力、控制系统鲁棒性分析以及数值虚拟飞行技术等相关领域进行了探讨,获得了一些有价值的结论。

二、现代飞行控制系统的稳定鲁棒性评估(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、现代飞行控制系统的稳定鲁棒性评估(论文提纲范文)

(1)基于自适应多普勒及动态邻域的改进BA算法(论文提纲范文)

1 基本BA算法
2 改进BA算法
    2.1 自适应多普勒策略
    2.2 动态邻域策略
    2.3 改进BA算法的操作步骤
3 SDDNBA算法的理论性分析
    3.1 稳定收敛性分析
    3.2运算复杂性分析
4 对比实验及分析
    4.1 基于标准测试函数的仿真测试
    4.2 基于螺旋压缩弹簧优化设计的应用测试
5 结论

(2)基于2D旋转激光的室内三维SLAM技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 SLAM技术研究现状
        1.2.2 激光SLAM研究进展
        1.2.3 室内场景SLAM研究现状
    1.3 本文创新点与章节安排
第二章 低成本数据采集硬件系统
    2.1 数据采集硬件结构
    2.2 数据通讯与预处理
    2.3 本章小结
第三章 基于平面与面交线的室内特征表达
    3.1 室内线段和角点特征
    3.2 室内平面特征
    3.3 室内面交线特征
    3.4 本章小结
第四章 基于线面结构的室内激光SLAM
    4.1 算法流程框架
    4.2 坐标系转换
    4.3 地图表达与更新
        4.3.1 结构化场景地图表达
        4.3.2 局部地图更新
    4.4 分级位姿优化
        4.4.1 粗略估计单帧变形
        4.4.2 快速帧内线性优化
        4.4.3 精细地图B样条优化
    4.5 本章小结
第五章 实验与分析
    5.1 多尺度多功能室内场景数据集
    5.2 激光SLAM系统定量评价指标
    5.3 算法模块有效性分析
    5.4 硬软件系统稳定鲁棒性分析
        5.4.1 算法对硬件数据获取稳定鲁棒性分析
        5.4.2 算法抗运动变形稳定鲁棒性分析
        5.4.3 多场景验证软硬件系统稳定鲁棒性
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间科研经历与科研成果
致谢

(3)基于群智能优化的空空导弹鲁棒PID控制器设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外发展及现状
        1.2.1 空空导弹发展历史及现状
        1.2.2 空空导弹控制方法研究现状
        1.2.3 群智能优化算法的发展历程及现状
    1.3 论文研究基础
    1.4 论文研究的关键问题
    1.5 论文章节安排
第二章 导弹数学模型及对象特性分析
    2.1 导弹运动常用坐标系及力学基础
        2.1.1 导弹运动分析的常用坐标系
        2.1.2 导弹运动所受的力与力矩
        2.1.3 导弹执行机构模型
    2.2 导弹六自由度运动方程组
    2.3 对象特性分析
        2.3.1 配平与线性化数学模型
        2.3.2 纵向运动特性分析
        2.3.3 横侧向运行特性分析
    2.4 不确定性分析
    2.5 本章小结
第三章 导弹鲁棒控制器设计与优化
    3.1 鲁棒控制方法概述
        3.1.1 H_∞混合灵敏度方法概述
        3.1.2 μ 综合方法概述
        3.1.3 鲁棒控制方法权函数选取原则
    3.2 控制性能指标需求描述
    3.3 基于化学反应优化算法导弹鲁棒控制器优化设计
        3.3.1 标准化学反应优化算法
        3.3.2 H_∞混合灵敏度控制器设计
        3.3.3 μ 综合控制器设计
    3.4 本章小结
第四章 多目标优化的导弹鲁棒PID控制器设计
    4.1 多目标优化问题
    4.2 非支配排序化学反应优化算法
        4.2.1 非支配排序算法
        4.2.2 拥挤度计算
        4.2.3 带精英策略的非支配排序化学反应优化算法
        4.2.4 测试函数
        4.2.5 性能评估指标
        4.2.6 算法参数设置
        4.2.7 测试结果分析
    4.3 样例导弹鲁棒PID控制器参数设计
    4.4 H_∞-PID控制器算法改进策略
    4.5 导弹H_∞-PID控制器参数优化
    4.6 μ-PID控制器算法改进策略
    4.7 μ-PID控制器参数优化
        4.7.1 μ-PID控制系统频域分析
        4.7.2 μ-PID控制系统时域仿真与分析
    4.8 本章小结
第五章 导弹控制系统仿真验证
    5.1 三通道线性化模型仿真验证
    5.2 六自由度非线性模型仿真验证
        5.2.1 标称性能验证
        5.2.2 鲁棒性能验证
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文主要工作内容总结
    6.2 论文后续工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)基于激光阵列引导的固定翼无人机自动着舰技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 自动着舰引导方式研究现状
        1.2.2 自动着舰控制方法研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 固定翼无人机建模及着舰环境研究
    2.1 固定翼无人机的数学模型
        2.1.1 坐标系定义
        2.1.2 固定翼无人机非线性模型的建立
        2.1.3 固定翼无人机非线性模型线性化
    2.2 甲板运动模型的建立
    2.3 舰尾流模型建立
    2.4 本章小结
第三章 激光阵列引导系统的布站优化
    3.1 激光阵列引导系统方案设计
    3.2 激光阵列布站优化技术研究
        3.2.1 无人机位置求解模型
        3.2.2 布站优化目标函数的建立
        3.2.3 布站优化约束函数的建立
    3.3 基于遗传算法的布站优化算法设计
        3.3.1 构建适应度函数
        3.3.2 选择编码方式
        3.3.3 确定遗传操作方式
    3.4 激光阵列布站优化仿真及分析
        3.4.1 仿真结果
        3.4.2 引导系统误差模型
    3.5 本章小结
第四章 基于LQG/LTR的着舰控制律设计与数字仿真
    4.1 LQG/LTR控制介绍
    4.2 无人机着舰纵向控制律设计及仿真
        4.2.1 纵向内环预补偿器设计及仿真
        4.2.2 纵向内环LQG/LTR控制器设计及仿真
        4.2.3 纵向轨迹控制律设计及仿真
    4.3 无人机着舰横侧向控制律设计及仿真
        4.3.1 横侧向内环LQG/LTR控制器设计及仿真
        4.3.2 横侧向轨迹控制律设计及仿真
    4.4 考虑着舰环境的着舰仿真及结果分析
        4.4.1 甲板运动补偿器设计
        4.4.2 含舰尾流和甲板运动的着舰仿真
        4.4.3 LQG/LTR控制器和PID控制器对比仿真
    4.5 本章小结
第五章 自动着舰硬件在环仿真系统设计及实现
    5.1 硬件在环(HIL)仿真系统介绍及设备选型
        5.1.1 HIL仿真系统总体结构
        5.1.2 仿真系统设备选型
    5.2 仿真系统软硬件设计
        5.2.1 飞控计算机硬件设计
        5.2.2 仿真系统软件设计
    5.3 硬件在环着舰综合仿真及结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(6)基于编队飞行的自动驾驶仪飞行结果分析(论文提纲范文)

1 引言
2 编队自动驾驶仪
    2.1 设计要求
    2.2 位置控制算法
3 飞行试验结果
    3.1 导航精度
    3.2 稳态跟踪性能
4 结束语

(7)基于飞行安全调和测度及科学计算的人为因素设计与验证(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 科学问题及解决方案
        1.1.1 科学问题:人为因素设计与验证
        1.1.2 解决方案:人机工效状态空间
    1.2 研究现状及研究成果
    1.3 原始性创新及内容安排
        1.3.1 原始性创新
        1.3.2 内容安排
第二章 面向科学计算的人机环智能系统建模与仿真
    2.1 引言
    2.2 科学计算及虚拟工程
        2.2.1 传统的样机设计与制造
        2.2.2 以人为中心的样机设计与制造
        2.2.3 基于科学计算的人为因素设计与验证方法
    2.3 计算人因与工效学及异构域交互分析
        2.3.1 科学计算及交互与评估范式
        2.3.2 离散事件系统规范与流固耦合分析
        2.3.3 合成飞行域模型与多目标评估
    2.4 基于合成飞行域建模及多目标评估的全数字计算平台
        2.4.1 飞行动力学的不变张量建模及矩阵编码
        2.4.2 基于有限体积法的计算空气动力学
    2.5 研究内容及研究层次
    2.6 本章小结
第三章 面向飞行任务描述及飞行测试规划的飞行场景
    3.1 引言
    3.2 面向人机耦合策略模型的飞行任务场景
    3.3 面向适航符合性验证的飞行测试场景
    3.4 飞行场景的形式与内容
        3.4.1 飞行场景与最小飞行机组及机组工作量测量
        3.4.2 飞行场景的涵盖范围及应用环境
    3.5 飞行场景的开发
        3.5.1 飞行场景的开发流程
        3.5.2 基于方法指南的飞行场景开发方法
        3.5.3 飞行机组与飞机及环境的动态关系
        3.5.4 基于强化学习的机组操纵序列
        3.5.5 机组任务与最小飞行机组准则映射关系
        3.5.6 窗口事件及数据项
    3.6 飞行场景的应用
        3.6.1 飞行场景的应用环境
        3.6.2 飞行场景的组合应用
    3.7 飞行场景的验证
        3.7.1 对飞行场景进行验证的四重含义
        3.7.2 飞行场景单项因素的覆盖性验证方法
        3.7.3 飞行场景综合因素对飞行机组工作量的有效性验证方法
        3.7.4 飞行场景综合因素对飞行机组工作量的充分性验证方法
    3.8 本章小结
第四章 基于任务的人机耦合策略模型
    4.1 引言
    4.2 人机耦合策略模型的结构化实现
        4.2.1 基于规则系统的复杂系统建模方法
        4.2.2 人模型的建模方法概述
        4.2.3 人机耦合策略模型建模
    4.3 人机耦合策略模型的自适应决策与鲁棒控制
        4.3.1 飞行系统的交互、信息、决策与控制
        4.3.2 人机耦合策略模型的最优控制
        4.3.3 人机耦合策略模型的鲁棒控制
        4.3.4 人机耦合策略模型的自适应决策
        4.3.5 人机耦合策略模型的并行优先级
        4.3.6 人机耦合策略模型的智能决策与控制
    4.4 实验及结果
        4.4.1 实验任务:进近及着陆
        4.4.2 实验任务:进近、拉飘及着陆
        4.4.3 基于进近及着陆任务的人机耦合策略模型实例化
        4.4.4 基于进近、拉飘及着陆任务的人机耦合策略模型实例化
        4.4.5 实验设置
        4.4.6 实验结果
        4.4.7 实验分析
    4.5 人机耦合策略模型的验证
    4.6 本章小结
第五章 飞行安全的内禀因素及调和测度
    5.1 引言
    5.2 内禀安全因素
        5.2.1 动态演进的飞行安全趋势
        5.2.2 内秉安全因素的统一机制
    5.3 调和测度理论
        5.3.1 调和函数及其属性
        5.3.2 调和测度的构建
        5.3.3 边界测度的表示
        5.3.4 一般域上的调和测度
        5.3.5 调和测度与极限距离
    5.4 飞行安全的概率测度
        5.4.1 安全性趋势量化的通用形式
        5.4.2 燃油安全的概率测度
        5.4.3 空间安全的概率测度
    5.5 飞行安全的张量表示
    5.6 张量沿系统轨迹的平移
    5.7 飞行安全的一致性评估
    5.8 航空广义评价指标的变换域概率测度
        5.8.1 广义概念属性的概率测度
        5.8.2 传输属性流
    5.9 基于多层抽象任务特征的表示发现
        5.9.1 流形上的抽象调和分析
        5.9.2 基于微分形式属性密度流的积分内核
        5.9.3 基于时变演进前向可达集的积分域
        5.9.4 基于动态流通边界相交测试的积分曲面
    5.10 沿系统演进曲线的积分泛函
    5.11 实验及结果
        5.11.1 实验设置
        5.11.2 实验结果
        5.11.3 实验分析
    5.12 本章小结
第六章 飞机性能、飞行品质、机组绩效的客观评价
    6.1 引言
    6.2 性能参数的无量纲约简
        6.2.1 性能表征
        6.2.2 量纲分析
        6.2.3 过程性能参数
    6.3 基于预测控制的协同人因与工效评估模型
        6.3.1 飞行品质主观等级评定
        6.3.2 飞行机组工作状态
        6.3.3 飞行品质与机组绩效的协同验证
        6.3.4 机组工作状态及其约束的协同观测
    6.4 本章小结
第七章 全数字快速计算平台的分布式部署
    7.1 引言
    7.2 基于快速原型构架的计算平台
    7.3 基于面向服务构架的分布式计算平台
    7.4 本章小结
第八章 基于人机工效状态空间的人为因素研究
    8.1 引言
    8.2 人机工效大数据研究样本的产生及布局
        8.2.1 人机工效状态空间数据样本的产生
        8.2.2 人机工效状态空间数据样本的布局
    8.3 人机工效大数据研究样本的处理及分析
        8.3.1 数据驱动及面向问题的人机工效大数据研究方法
        8.3.2 人机工效状态空间数据样本的可视化
        8.3.3 人为因素设计与验证统计推断问题的具体化
        8.3.4 分层多元纵向数据可变分位混合效应及因果协变模型
        8.3.5 基于数据统计模型的统计量设计及估计
    8.4 基于可变分位混合效应及因果协变模型的因果推断
        8.4.1 因果推断及其上下文
        8.4.2 因果关系的存在性判断
        8.4.3 因果效应的显着性评估
    8.5 基于可变分位混合效应及因果协变模型的人因反演
        8.5.1 飞行状况的整体变迁及其人因研究
        8.5.2 人因反演响应核及其人因干预效果表达
    8.6 基于可变分位混合效应及因果协变模型的人机工效正交实验设计
        8.6.1 混合水平正交实验设计
        8.6.2 人机工效状态子空间的渐进逼近
    8.7 本章小结
第九章 飞行系统的自动化扩展及安全性增强
    9.1 引言
    9.2 基于协变参数的飞行器系统控制与航空系统工程
    9.3 基于知识前馈发现及信息反馈融合的自动化扩展与安全性增强
    9.4 本章小结
第十章 全文总结
    10.1 工作总结及主要贡献
    10.2 前景及展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间申请的专利授权
攻读博士学位期间获得的计算机软件着作权
攻读博士学位期间参与的科研项目
攻读博士学位期间获得的奖励

(8)高超声速飞行器控制器设计与性能评估研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 滑翔式飞行器发展现状
    1.3 飞行控制方法研究现状
    1.4 本文主要工作及章节安排
2 高超声速飞行器模型建立
    2.1 飞行器质心运动方程
    2.2 飞行器转动的动力学方程
    2.3 飞行器姿态控制的状态方程
    2.4 飞行器摄动模型建立
    2.5 本章小结
3 基于PSO的线性二次型最优控制
    3.1 LQR控制
    3.2 约束条件下的保性能控制
    3.3 非线性仿真
    3.4 本章小结
4 基于模型的鲁棒性评估
    4.1 结构奇异值理论
    4.2 摄动模型建立
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
5 基于仿真数据的性能评估
    5.1 评估指标
    5.2 评估方法
    5.3 评估准则
    5.4 评估框架
    5.5 仿真
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 问题与展望
参考文献
致谢
附录I 攻读硕士学位期间发表的主要文章
附录II 小偏差系数

(9)舰载机自动着舰引导与控制研究进展(论文提纲范文)

1 自动着舰系统概述
    1.1 着舰系统发展历程
    1.2 着舰模态与进场着舰规范
    1.3 自动着舰系统基本架构与工作原理
2 自动着舰引导与控制关键问题
    1)舰载机数学建模问题
    2)着舰引导问题
    3)着舰飞行控制问题
    4)动力补偿/自动油门控制问题
    5)甲板运动建模、预估与补偿问题
    6)舰尾气流建模与抑制问题
    7)雷达噪声抑制与误差标校问题
    8)复飞/逃逸决策与控制问题
3 自动着舰引导与控制关键技术研究现状
    3.1 舰载机数学建模
    3.2 着舰引导
    3.3 着舰飞行控制
        1)常规控制
        2)最优控制
        3)鲁棒控制
        4)自适应控制与非线性控制
        5)预测控制与预见控制
        6)智能控制
    3.4 动力补偿/自动油门控制
    3.5 甲板运动建模、预估与补偿
        1)甲板运动模型与影响因素分析
        2)甲板运动预估与补偿技术
    3.6 大气扰动及舰尾气流建模与抑制
    3.7 雷达噪声抑制
    3.8 复飞/逃逸决策与控制
        1)复飞准则与复飞区
        2)复飞决策与控制
        3)逃逸准则与控制
4 结论与展望

(10)助推滑翔导弹低空级间热分离过程及其影响研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 级间分离研究进展综述
        1.2.1 研究对象
        1.2.2 导弹/火箭级间热分离过程研究
        1.2.3 低空高速飞行器多体分离过程研究
        1.2.4 研究现状总结
    1.3 相关研究现状综述
        1.3.1 超声速来流与侧向喷流干扰特性研究
        1.3.2 喷管流动分离与侧向力特性研究
        1.3.3 控制系统鲁棒性分析与设计方法
        1.3.4 数值虚拟飞行技术
    1.4 论文研究内容与章节安排
第二章 助推滑翔导弹级间热分离过程建模与分析
    2.1 引言
    2.2 助推滑翔导弹级间热分离物理过程
    2.3 级间分离弹道仿真模型
        2.3.1 坐标系与坐标转换
        2.3.2 六自由度运动方程
        2.3.3 分离运动学模型
        2.3.4 碰撞检测模型
    2.4 流场计算模型
        2.4.1 流动控制方程
        2.4.2 湍流模型
    2.5 级间热分离过程仿真与分析
        2.5.1 轴向分离运动耦合仿真
        2.5.2 六自由度分离运动耦合仿真
    2.6 小结
第三章 级间热分离过程级间间隙侧向喷流干扰特性研究
    3.1 引言
    3.2 物理模型与计算方法
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 计算方法
        3.2.3 网格独立性检验
        3.2.4 数值方法验证
    3.3 轴向参数影响特性分析
        3.3.1 基本流场结构
        3.3.2 影响因素分析
        3.3.3 结果分析
    3.4 侧向参数影响特性分析
        3.4.1 基本流场结构
        3.4.2 影响因素分析
        3.4.3 结果分析
    3.5 含升力面时侧向参数影响特性分析
        3.5.1 流场基本结构
        3.5.2 影响因素分析
        3.5.3 结果分析
    3.6 小结
第四章 级间热分离过程喷管流动分离与侧向力特性研究
    4.1 引言
    4.2 物理模型与计算方法
        4.2.1 物理模型
        4.2.2 计算方法
        4.2.3 网格独立性检验
        4.2.4 方法验证
    4.3 级间热分离中锥形喷管流动分离与侧向力特性分析
        4.3.1 无阻碍喷管启动过程数值模拟
        4.3.2 理想状态级间热分离过程数值模拟结果分析
        4.3.3 分离运动偏差影响分析
        4.3.4 结果分析
    4.4 级间热分离中最大推力抛物型喷管流动分离与侧向力
        4.4.1 无阻碍喷管启动过程数值模拟
        4.4.2 理想状态级间热分离过程数值模拟结果分析
        4.4.3 分离运动偏差影响分析
        4.4.4 结果分析
    4.5 级间分离点飞行环境影响分析
    4.6 小结
第五章 导弹级间分离段控制鲁棒性分析与设计方法研究
    5.1 引言
    5.2 级间分离段姿控系统建模
        5.2.1 控制对象模型简化
        5.2.2 基于线性二次型调节器的控制律设计
        5.2.3 参数不确定性模型
    5.3 控制系统区间鲁棒性分析
        5.3.1 控制系统区间鲁棒性定义
        5.3.2 区间分析方法
        5.3.3 结果分析
    5.4 控制系统区间鲁棒性优化
        5.4.1 控制系统区间鲁棒性优化模型
        5.4.2 序列近似优化方法
        5.4.3 优化结果
    5.5 小结
第六章 导弹级间热分离过程多学科耦合仿真研究
    6.1 引言
    6.2 流场/飞行力学/控制耦合仿真方法
        6.2.1 数值虚拟飞行基本流程
        6.2.2 耦合仿真方法
        6.2.3 耦合接口模型
        6.2.4 其它仿真模型
    6.3 基于Fluent/Simulink协同仿真的数值虚拟飞行系统
        6.3.1 系统搭建
        6.3.2 验证算例
    6.4 助推滑翔导弹低空级间热分离过程耦合仿真
        6.4.1 物理模型
        6.4.2 仿真方法
        6.4.3 结果分析
    6.5 小结
第七章 结论与展望
    7.1 论文主要研究成果
    7.2 论文主要创新点
    7.3 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果

四、现代飞行控制系统的稳定鲁棒性评估(论文参考文献)

  • [1]基于自适应多普勒及动态邻域的改进BA算法[J]. 陈瑶,陈思. 计算机工程与应用, 2021(22)
  • [2]基于2D旋转激光的室内三维SLAM技术研究[D]. 罗磊. 武汉大学, 2020(03)
  • [3]基于群智能优化的空空导弹鲁棒PID控制器设计[D]. 马珍珍. 南京航空航天大学, 2019(02)
  • [4]先进战斗机飞行控制系统鲁棒性评估研究[A]. 谢蓉,王新民,曹宇燕,李婷. 2018中国自动化大会(CAC2018)论文集, 2018
  • [5]基于激光阵列引导的固定翼无人机自动着舰技术研究[D]. 张子豪. 南京航空航天大学, 2018(02)
  • [6]基于编队飞行的自动驾驶仪飞行结果分析[J]. 王仲杰. 自动化技术与应用, 2018(02)
  • [7]基于飞行安全调和测度及科学计算的人为因素设计与验证[D]. 尹堂文. 上海交通大学, 2018(01)
  • [8]高超声速飞行器控制器设计与性能评估研究[D]. 李梦然. 华中科技大学, 2017(04)
  • [9]舰载机自动着舰引导与控制研究进展[J]. 甄子洋,王新华,江驹,杨一栋. 航空学报, 2017(02)
  • [10]助推滑翔导弹低空级间热分离过程及其影响研究[D]. 贾如岩. 国防科学技术大学, 2016(11)

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现代飞行控制系统的稳定性和鲁棒性评估
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