驾驶仪
- 一种三回路过载自动驾驶仪设计方法
三回路过载自动驾驶仪结构因其具有良好的系统稳定性、快速性和鲁棒性[1],广泛应用于战术导弹领域[2]。常用的三回路过载驾驶仪包括:伪攻角反馈驾驶仪和经典的Raytheon三回路驾驶仪。其中,经典的Raytheon三回路驾驶仪是由Raytheon公司为应对其雷达导引头寻的制导回路设计而首次提出,因该结构不受气动变化的影响,对高频噪声有较强的滤波能力,并可以减低雷达导引头天线罩折射误差斜率对制导回路的影响,而得到广泛的应用。文献[3]指出了该经典三回路自动驾驶
航天控制 2023年3期2023-07-05
- 基于深度强化学习的驾驶仪参数快速整定方法
0 引 言自动驾驶仪的主要任务为控制和稳定飞行器飞行，消除干扰引起的飞行器姿态变化，使飞行器按照期望的飞行轨迹或飞行姿态飞行［1］。作为一种经典的过载驾驶仪设计结构，三回路驾驶仪以其良好的性能在飞行器控制领域得到了广泛的应用。三回路驾驶仪的设计过程中需对二阶根自振频率的进行设计，文献［2-5］采用求解关于稳定裕度的非线性方程来得到合适的二阶根自振频率。然而，传统驾驶仪设计方法采用非全局剖面状态进行控制参数设计，导致其对全局约束和性能指标的考量不足。当飞行环
系统工程与电子技术 2022年10期2022-10-10
- 军用红外车载驾驶仪人机功效分析
引 言红外车载驾驶仪在军事上主要用于军事车辆装备的战场机动,能够实时探测和显示车辆前方路况的视频图像,辅助驾驶员驾驶车辆,实现夜间和恶劣天气条件下的快速隐蔽机动,支持军用车辆全天时、全天候作战,在世界军事领域得到日益广泛的应用。红外车载驾驶仪辅助驾驶过程中,驾驶员作为有意识的主体起着主导作用,人机功效也因此成为决定红外车载驾驶仪作战效能的关键因素之一。近年来国内外对红外车载驾驶仪的研究取得许多成果,如燕山大学的刘秋锦[1]、电子科技大学的吴传福[2]、华南
激光与红外 2022年6期2022-07-10
- 基于模糊逻辑的导弹PID/滑模复合控制器设计
不开优良的自动驾驶仪设计，经过众多科研工作者长期的设计改良与研究发展，如今导弹自动驾驶仪已经衍生出了多种设计结构，如两回路结构、三回路结构、PI校正结构、伪攻角控制结构等，控制器设计方法也从古典频域设计开始向滑模控制、鲁棒控制、神经网络等现代控制方法转变，各式各样百花齐放。随着计算机算力日益提升，甚至在线弹性迭代、机器学习、强化学习等智能方法也在自动驾驶仪设计中逐步得到应用。由于单一控制器设计方法在有些环境下会存在弊端或出现不优甚至不适用的情况，如文献[7
兵器装备工程学报 2022年4期2022-05-09
- 战术导弹末端攻角收敛优化设计方法
常见的攻角收敛驾驶仪——过载驾驶仪和姿态驾驶仪的理论原理、分别给出了优化设计方法、分析了稳定性与快速性、进行了仿真验证并且得出了设计结论。1 模型建立建立导弹的纵向平面角度、角速度、加速度的关系式[5]：(1)(2)(3)(4)ϑ=θ+α(5)其中，α为攻角； ϑ为俯仰角；θ为弹道倾角；ωz为俯仰角速度；δz为俯仰舵偏角；V为导弹飞行速度；bα、bδz、aα、aωz、aδz等动力系数的定义见参考文献[6]。对方程式(1)～式(5)进行拉氏变换，得到传递函数
兵器装备工程学报 2021年9期2021-10-15
- 几种防空导弹自动驾驶仪的研究分析
导弹领域，自动驾驶仪是飞行器的重要组成部分。导弹自动驾驶仪的设计根据其用途不同，可以分为过载驾驶仪和角度控制驾驶仪2类[1]。随着现代战争的需要，空袭武器正朝着隐身性能强、作战空域大、机动性能高等方向发展。防空导弹在大空域高机动飞行时，会产生大攻角，导致弹体气动参数剧烈的非线性变化和俯仰、偏航、滚动3个通道之间严重的交叉耦合，给导弹的稳定控制系统设计带来了困难[2-3]。目前，使用较为普遍的是过载自动驾驶仪，用于防空导弹领域的结构主要有经典三回路过载控制结
航天控制 2020年4期2020-09-03
- 基于遗传算法的自动驾驶仪参数多目标优化研究
0 引 言自动驾驶仪是制导控制系统弹上设备的主要组成部分［1］，对导弹的稳定控制具有重要意义［2］。经典两回路过载自动驾驶仪，一般采用角速率陀螺和线加速度计［3］，该类型自动驾驶仪广泛应用在指令制导和寻的制导系统中［4］。根据防空导弹的任务需求特点，其自动驾驶仪不仅需要确保系统的稳定性，而且要求对制导指令具备较快的响应速度［3］。因此，对防空导弹两回路过载自动驾驶仪的参数设计方法进行研究具有一定的工程指导意义。现有相关研究中，自动驾驶仪参数设计方法主要有两
空天防御 2020年1期2020-04-13
- 为自动无人船控制开发的自动驾驶仪
解决方案。自动驾驶仪的设计符合IP66标准，适合在潮湿的环境下工作，包括盐雾和盐碱环境。自动驾驶仪能够从始至终自动控制无人水面艇的任务。无人船只的操作员可以使用同样适用于飞行器的先进功能，如：多个路径点，船上多任务计划 ，(包括智能“返回基地”，通过已选路线来规避特定地区)无人区，航路点活动等。一个尤其有用的特性是“相对路径”能够将地面控制站(GCS)安装在移动船只上，然后根据移动船只确定任务计划。尽管体积和重量都很小，但无人水面艇自动驾驶仪包含了控制该无
无人机 2019年10期2019-12-17
- 为无人水面艇开发的防碰撞技术
utics自动驾驶仪能够与第三方传感和防撞系统相互作用的一个标准。在过去的10年里，该系统一直应用在快速侦察船只上，这些船只使用Dynautics Spectre导航控制系统结合客户自己的传感产品，向控制系统输出防撞指令。“感知”和“规避”是避免碰撞的两个不同要素。传感、定位和跟踪涉及一系列传感器——雷达、光电、自主识别系统(AIS)数据——这些传感器体积庞大，价格昂贵。Dynautics CA-0是避免碰撞的一种内部算法(存在于SPECTRE自动驾驶仪模
无人机 2019年10期2019-12-17
- 自动驾驶仪涡流
时休息，让自动驾驶仪来操控飞机。自动驾驶仪是一个复杂的、软件和硬件的混合体，可以自动保持设定好的所有飞行参数：航向、高度、速度等。此外，自动驾驶仪有时还可以自主做出独立的决定。比如，当遇到突如其来的强风造成飞机偏航时，自动驾驶仪会自动将飞机调整回原有航道。每架飞机都有自己规定的飞行高度，它必须按照这个高度飞行。目的是使它们能够有组织地在空中飞行，就像高速公路上的汽车一样，避免它们互相撞击。自动驾驶仪在飞机遇到涡流的情况下也能驾驶飞机。涡流也叫作空气漩涡，它
动漫星空(兴趣百科) 2019年12期2019-12-05
- 无人机三回路自动驾驶仪设计分析
此需要引入自动驾驶仪来加快弹体响应速度、改善阻尼、提高抗干扰能力，并精确、鲁棒地跟踪输入指令。三回路驾驶仪是一种用速率陀螺和线加速度计反馈回路设计的自动驾驶仪，使用无人机姿态角速度、角度和加速度作为反馈信号。古典的频率域方法包括频率特性法和根轨迹法，可以设计出性能良好的三回路自动驾驶仪，但自动驾驶仪设计过多依靠设计者的经验，具有试凑性，设计过程较繁琐。因此，近十几年来利用现代控制理论设计自动驾驶仪的研究很多，应用最优控制理论设计的三回路自动驾驶仪，不仅从理
教练机 2019年3期2019-11-13
- 改进的考虑自动驾驶仪动态特性的有限时间滑模导引律
之一，导弹自动驾驶仪的动态延迟特性对制导精度造成的影响是难以忽略的。尤其是导弹在大气层内作战时，所需过载的气动力由侧滑角和攻角产生，这比由直接侧向力来提供需用法向过载的导弹而言对自动驾驶仪的延迟特性会更加敏感。在打击大机动目标时，自动驾驶仪的动态延迟特性将不能保证高的制导精度[1～4]。传统的导引律设计方法有追踪法、平行接近法、比例导引法等。这些经典导引律的设计都是把自动驾驶仪环节当作一个理想环节，忽略了自动驾驶仪的延迟特性[5～7]，在一定程度上会牺牲掉
传感器与微系统 2019年7期2019-06-25
- 新舟-60 飞机APS-85 自动驾驶仪系统典型故障
是数字化的自动驾驶仪系统，能够以良好的性能控制飞机。当使用自动驾驶仪系统时，它能操纵飞机，并且驾驶员依靠电子飞行仪表系统的显示可以监控飞机飞行轨迹；当解除自动驾驶仪系统时，驾驶员还可以根据EADI 上的指令杆的指令，利用驾驶盘和驾驶杆进行人工操纵飞机，该系统可以满足Ⅱ类进场的要求。自动飞行系统方框图见图1。1 系统组成及工作原理分析新舟-60 飞机自动飞行控制系统是由APS－85 自动驾驶仪系统的FCC－86E 飞行控制计算机通过CSDB 数字总线与EFI
设备管理与维修 2019年19期2019-05-03
- 基于二分法的自动驾驶仪参数优化设计
0）导弹的自动驾驶仪即导弹的姿态控制系统，根据制导系统给出的指令信号控制导弹的姿态运动，保证其在飞行中具有足够的机动性和稳定性，从而确保导弹飞行的安全。自动驾驶仪的主要作用包括保证弹体的稳定性、优化弹体的阻尼特性、提高弹体的机动性能，以及提高弹体的抗干扰能力。自动驾驶仪的设计方法主要分为经典控制和现代控制。经典的设计方法以经典控制理论为基础，将系统简化为单输入单输出结构。在简化模型的基础上，利用传递函数描述系统特性，结合时域响应法、频域响应法等方法保证系统
军民两用技术与产品 2019年1期2019-02-20
- 飞行器过载反馈自动控制研究
54飞行器自动驾驶仪设计的意义在于利用测量量产生稳定的响应，精确跟踪输入指令，增大飞行器阻尼，稳定气动增益，保证飞行器稳定飞行，快速响应指令，提供高机动性。随着飞行器机动性能要求的提高，在飞行的某些阶段中难免会出现静中立稳定和静不稳定的情况，行业内常用的两回路控制器，用于静不稳定的弹体会使其稳定性下降[1]，常用的过载控制器，其控制参数的确定过程非常麻烦[2]，某些变增益变结构控制器[3]也可以实现静不稳定飞行器的控制，但是其工程应用性需要进一步评估[4]
航天控制 2018年6期2019-01-07
- 采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪设计
引言三回路自动驾驶仪设计是飞行器控制的重要研究内容[1-2]。传统三回路自动驾驶仪可以通过设计系统阻尼参数和时间常数，并调节开环穿越频率实现对飞行器控制的快速稳定要求[3-9]。但是现阶段高性能飞行器设计中，要求机动性能和稳定控制性能达到最优匹配[10]，导致飞行器各通道之间产生更高的耦合关系。传统三回路自动驾驶仪在工程应用中存在对飞行器开环穿越频率约束不足的缺点，同时工作时无法直接衡量评价飞行器控制系统的鲁棒性能[11-12]。针对上述缺点，本文提出一种
兵工学报 2018年12期2019-01-02
- 基于参数空间的伪攻角姿态驾驶仪设计*
内回路又称自动驾驶仪[1]。自动驾驶仪一般分为过载自动驾驶仪和姿态驾驶仪。弹体追踪法作为一种经典的导引方法,实现简单,只需在飞行过程中使弹轴对准目标即可。但在弹道末端法向过载过大,会造成大的脱靶量,因此追踪法一般应用在交接班之前。由于其直接给出的是俯仰角指令,故与其相匹配的驾驶仪为姿态驾驶仪。1 弹体线性模型由系数冻结法得到弹体的线性模型如下[2]:(1)得到系统的传递函数:(2)式中:km为弹体开环增益;ξm为弹体开环阻尼;t1为攻角滞后时间常数;tm为
弹箭与制导学报 2018年2期2018-12-21
- 基于LQR的BTT导弹自动驾驶仪设计*
不仅使设计出的驾驶仪有一定稳定裕度,而且在求出最优控制时,也推导出了对应自动驾驶仪的结构。进行BTT导弹驾驶仪设计时,对三通道响应时间比值进行合适选取,有助于减小通道间耦合,采用线性二次型最优控制理论在设计各通道自动驾驶仪响应时间比值时,可以通过改变权矩阵Q和R来改变求得增益矩阵,从而改变响应时间,这在设计各通道响应时间时具有一定灵活性。1 BTT导弹数学模型在小扰动线性化假设条件下,对弹体模型动力学方程进行线性化,然后进行解耦。解耦时要注意滚转角速度ωx
弹箭与制导学报 2018年3期2018-08-28
- BTT-180飞行器滚转通道自动驾驶仪优化设计
此滚转通道自动驾驶仪的设计是BTT-180飞行器能否实现有效制导飞行的关键因素。BTT-180滚转通道自动驾驶仪的主要任务是让飞行器在最短的时间内利用有效的舵资源在有限的最大滚转角速度内实现快速滚转180°的急滚需求。本文从工程应用的角度出发，提出了两种滚转角指令优化方法，分别阐述了优化设计模型和设计方法，将设计结果进行对比并得到两种优化方法的优缺点对比结论，为有180°滚转需求的飞行器提出了有工程应用价值的滚转指令优化设计方法[2]。1 模型建立弹体坐标
导航定位与授时 2018年2期2018-04-12
- 考虑导引头和驾驶仪动态特性的自抗扰制导律*
,导弹过载自动驾驶仪跟踪制导信号的动态延迟以及导引头输出视线角速度与实际视线角速度之间的动态延迟都严重影响着制导精度,尤其是在目标存在大机动导致视线角速度变化较大的情况下,如果忽略上述动态特性,就很难保证制导精度。所以,需要深入研究在制导律设计过程中削弱导引头和自动驾驶仪动态特性影响的方法,从而达到提高制导精度提升制导品质的目的。文献[1-2]在考虑自动驾驶仪的一阶动态特性的情况下运用滑模控制理论设计制导律,所设计的制导律能保证系统状态有限时间收敛到零。文
弹箭与制导学报 2018年5期2018-02-21
- 滚转导弹解耦过载驾驶仪及其BP自适应调度法
，传统的三回路驾驶仪的动态性能良好[2-4]，但无法消除耦合效应。因此，对于实现精确制导的滚转导弹，需要对基于传统方法的过载驾驶仪进行解耦设计。本文采用传统的滚转导弹动力学建模方法，将滚转导弹在某一特征点处进行线性化。针对线性系统的解耦控制方法，通常分为基于状态反馈的静态解耦和动态解耦[5]，本文通过设计动态解耦算法实现滚转导弹的完全解耦，即俯仰通道与偏航通道完全独立。传统的过载驾驶仪需要加速度计测量过载作为状态反馈量[4,6]。本文针对具有双轴速率陀螺、
固体火箭技术 2017年6期2018-01-11
- BTT导弹的三通道驾驶仪频带匹配关系研究
T导弹的三通道驾驶仪频带匹配关系研究李 威 温求遒 夏群利北京理工大学, 北京 100081针对BTT导弹滚转角速度较大，俯仰和偏航通道具有强耦合、非线性的飞行控制特点，基于合理假设，通过线性化策略解耦得到相互独立的三通道弹体动力学模型，采用三通道独立设计的思想完成导弹三通道驾驶仪的设计。在此基础上，得到了三通道驾驶仪的闭环阶跃响应、开环系统幅相裕度以及导弹飞行参量的变化曲线，讨论了三通道控制系统响应快速性及频带匹配关系。根据仿真结果，得到了BTT导弹在满
航天控制 2017年5期2017-11-21
- 导弹自动驾驶仪控制算法鲁棒性研究*
23）导弹自动驾驶仪控制算法鲁棒性研究*屈秀敏，刘珊中，刘永斌（河南科技大学信息工程学院，河南 洛阳 471023）以某型轴对称导弹为研究对象，在解耦和线性化的情况下，得到简化的数学模型。通过求解线性矩阵不等式（LMI）设计了状态反馈H∞控制导弹自动驾驶仪，采用模糊和变论域理论设计了变论域模糊PID控制自动驾驶仪。考虑飞行过程中的干扰、气动参数摄动，对两种自动驾驶仪的控制性能进行对比研究，仿真结果表明，二者皆能实现对导弹制导指令的有效跟踪，其中状态反馈H∞
火力与指挥控制 2017年8期2017-09-12
- 自导飞行器自动驾驶仪系统的抗小扰动鲁棒控制技术
自导飞行器自动驾驶仪系统的抗小扰动鲁棒控制技术王军（91868部队三亚572016）自导飞行器自动驾驶仪系统是自导飞行器的控制执行装置，为了保障自导飞行器航行稳定，通过驾驶仪系统执行自导装置指令，控制自导飞行器航行和跟踪目标。为提高自导飞行器的鲁棒控制能力，消除小扰动误差，提出一种基于自适应非线性跟踪的自导飞行器驾驶仪系统抗小扰动鲁棒控制方法。构建自导飞行器纵向非线性动力学模型。在初始状态的零势能面加一个跟踪误差的积分项，采用非线性自适应反演积分控制方法进
舰船电子工程 2017年8期2017-09-04
- 制导刚度受限时不同结构驾驶仪对制导精度的影响分析
受限时不同结构驾驶仪对制导精度的影响分析栗金平,黎海青,张晓峰,张正同(中国兵器工业第203研究所,西安 710065)为有效提高比例导引制导反坦克导弹近射程作战能力,需研究制导刚度受限时,不同结构自动驾驶仪对制导精度的影响。首先对反坦克导弹比例导引制导系统形式进行了阐述;然后给出常用的自动驾驶仪,并对不同自动驾驶仪的动态性能进行对比分析;最后分析对应的线性比例导引制导系统模型,得出在制导刚度受限条件下,阻尼回路自动驾驶仪对应制导系统制导精度最高。比例导引
弹箭与制导学报 2017年1期2017-06-23
- BTT导弹状态反馈H∞控制自动驾驶仪设计
馈H∞控制自动驾驶仪设计屈秀敏，刘珊中，刘永斌（河南科技大学信息工程学院，河南洛阳471023）针对倾斜转弯（BTT）导弹自动驾驶仪的抗干扰性和鲁棒性问题，以考虑耦合的情况下建立的更接近于实际的导弹数学模型为基础，将通道间的耦合作为干扰，在弹道特征点上对导弹模型进行解耦和线性化，得到各个通道的数学模型；设计基于线性矩阵不等式（LMI）的状态反馈H∞控制自动驾驶仪，搭建全耦合状态下的三通道仿真模型，并进行联合仿真研究。结果表明所设计的状态反馈H∞控制自动驾驶
火力与指挥控制 2017年4期2017-05-03
- 静不稳定制导火箭弹控制系统设计
稳定火箭弹自动驾驶仪进行了设计,对弹道上不同飞行高度和不同飞行速度条件下的自动驾驶仪响应进行仿真研究,结果表明,所设计的自动驾驶仪能够保证控制系统的性能稳定。静不稳定；制导火箭弹；自动驾驶仪0 引言未来信息化战争的基本作战样式是一体化联合作战,其本质是一体化联合火力作战,纵观世界各军事强国,均把增加火力装备射程,夺取射程优势作为竞相追逐的目标。制导火箭弹以射程远、精度高、机动性好而著称,是陆军有效融入一体化联合火力作战体系的骨干装备[1]。美国的GMLRS
导航定位与授时 2017年2期2017-04-26
- 基于模型的自动驾驶仪软件开发
基于模型的自动驾驶仪软件开发章 枧1,徐 军1,杜 宇1,倪笑宇2(1.北京理工大学,北京 100081;2.河北建筑工程学院,河北 张家口 075000)针对传统自动驾驶仪软件开发效率低、周期长、成本高及难度高的缺点,提出基于模型的自动驾驶仪软件开发方法。详细介绍了利用MatLab/Simulink自动代码生成技术进行自动驾驶仪软件开发的完整过程,对自动生成的代码进行了分析及整合,最后利用嵌入式平台MSP430进行功能性验证具有一定的工程应用价值。自动驾
导航定位与授时 2017年1期2017-03-23
- 考虑导弹自动驾驶仪动态特性的H∞导引律
）考虑导弹自动驾驶仪动态特性的H∞导引律孟克子，周荻（哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江哈尔滨150001）为拦截机动目标并克服导弹自动驾驶仪动态特性对制导性能的不利影响，提出一种考虑自动驾驶仪动态特性的H∞鲁棒导引律。将综合制导与自动驾驶仪2阶动态特性的3阶线性时变状态方程表示为多面体线性参变系统，应用线性矩阵不等式（LMI）方法设计了具有参数依赖增益的线性状态反馈形式的新型H∞鲁棒导引律，参数依赖增益中的系数是通过求解以LMI为约束的凸优化问题得到的。仿真
兵工学报 2016年7期2016-11-23
- 两回路/三回路驾驶仪对闪烁背景下制导精度的影响
两回路/三回路驾驶仪对闪烁背景下制导精度的影响王广帅, 林德福(北京理工大学宇航学院, 北京 100081)针对闪烁噪声成为雷达末制导段主要随机误差之一,从控制系统设计的角度研究了闪烁背景下制导精度改进问题。建立了闪烁噪声作用下的制导控制模型,模型中引入了平台导引头动力学,研究了闪烁噪声对制导指令的影响;将控制系统设计指标选择为时域/频域混合的设计指标,选用开环穿越频率约束下极点配置方法完成了两回路/三回路过载驾驶仪的设计,研究了不同控制系统设计指标下的比
系统工程与电子技术 2016年8期2016-08-15
- 飞行自动驾驶系统探究
过于疲劳。自动驾驶仪的工作方式由方式选择板(MCP)控制。在现代飞机上，自动驾驶仪的控制板一般位于驾驶舱的遮光板上。方式选择板上的按钮和旋钮用于不同的工作模式和接通与断开自动驾驶仪。关键词飞机；自动驾驶系统飞机能够自动自动驾驶还有赖于人们发明了自动驾驶仪，早期人们发明的自动驾驶仪比较简单，主要是由陀螺仪、加速度计以及高度表等检测设备，加上简单的电路组成。飞机正常飞行状态下，陀螺仪就按照预定的参数进行工作，如果飞机偏离了正常轨道，陀螺仪的参数就会发生改变，这
科技传播 2016年2期2016-03-17
- 不同过载自动驾驶仪的对比研究
)不同过载自动驾驶仪的对比研究姜易阳(北京机电工程研究所，北京100074)针对三种不同结构的过载自动驾驶仪进行了对比研究，推导了驾驶仪控制回路的闭环传递函数，并对闭环稳态误差进行了分析。基于极点配置方法，设计了自动驾驶仪控制参数。在此基础上，研究了各驾驶仪控制回路对执行机构动力学延迟、非线性环节以及测量噪声的响应特性，并进行了对比分析，为飞行器过载自动驾驶仪的选型和设计提供了依据。过载自动驾驶仪；三回路；伪攻角反馈0 引言自动驾驶仪是飞行器的重要组成部分
导航定位与授时 2016年1期2016-03-16
- 导引头耦合度对控制系统影响机理分析
环控制结构自动驾驶仪、纯比例导引律为例，从自动驾驶仪的角度分析了导引头耦合度(隔离度)对控制系统的影响。耦合度通过改变自动驾驶仪内部的结构参数，极大地影响了控制系统性能，从而引发一系列其他相关问题。导引头；隔离度；自动驾驶仪0 引言在准确打击移动目标领域，很多武器采用了随动导引头、比例导引法末制导模式。但此模式下过大的导引头耦合度对控制系统的影响很大，较大程度地限制了控制系统设计的自由度，所以有必要对其进行详细的机理分析。目前相关文献，基本上均是将自动驾驶
导航定位与授时 2016年3期2016-03-16
- 基于切换增益变结构控制的导弹自动驾驶仪设计*
控制的导弹自动驾驶仪设计*赵艳辉,闫 亮,张公平(中国空空导弹研究院控制所,河南洛阳 471009)为了提高经典三回路自动驾驶仪的性能，对采用尾舵控制的弹体对象设计了切换增益变结构控制自动驾驶仪。采用切换增益变结构控制的闭环响应特性对弹体参数的变化不敏感。控制量是光滑的避免了对执行机构有害的频繁切换。采用增益调度技术可以容易的获得全空域的控制器设计。仿真结果表明了设计方法的有效性。自动驾驶仪;变结构控制;切换增益;飞行控制系统0 引言三回路驾驶仪凭借其简单
弹箭与制导学报 2016年5期2016-03-02
- 大气紊流对运输机颠簸影响分析
当考虑飞机自动驾驶仪影响时，飞机的纵向飞控系统方框图如图1所示。图1 飞机的纵向飞控系统方框图图1中的大气紊流为Dryden模型［2］，是用白噪声生成器信号经转化而形成的。紊流强度是超越概率的函数。本算例采用的紊流强度为σw=3 m/s，σw为紊流速度的均方差，其超越概率为10-3，这表明飞行中遇到这样紊流强度情况是可能的。反馈通道的参数包括俯仰角、俯仰角速度、高度差和高度变化量。图2、图3分别为大气紊流模型的切向和法向速度在紊流区内的变化情况，由于高空大
兵器装备工程学报 2015年2期2015-09-12
- 考虑输入受限和自动驾驶仪延迟的自适应滑模制导律
输入受限和自动驾驶仪延迟的自适应滑模制导律宋俊红，宋申民（哈尔滨工业大学 控制理论与制导技术研究中心，哈尔滨 150001）在输入受限的情况下，为了满足导弹拦截机动目标时高精度制导的需求，首先建立了满足输入受限和考虑导弹自动驾驶仪一阶动态特性的制导模型，其把目标加速度视为未知有界的外界干扰，通过设计自适应控制估计干扰的上界来避免对干扰上界的先验要求，同时结合滑模控制，设计了一种考虑输入受限和自动驾驶仪延迟的自适应滑模制导律，并且基于Lyapunov稳定性理
中国惯性技术学报 2015年3期2015-05-23
- 基于开环穿越频率的伪攻角反馈驾驶仪设计
来，三回路自动驾驶仪结构应用广泛［1］，其具有良好的系统稳定性、快速性和鲁棒性［2］。在三回路驾驶仪的设计中，系统期望闭环极点由时间常数、阻尼系数和自振频率共同决定，如果能直接提出系统闭环自振频率指标，则可利用经典极点配置的方法，求解设计参数［3］。但一般情况下，自振频率的提出需要大量的工程经验，往往很难准确获得;同时由于舵机、加速度计和角速率陀螺等硬件及滤波器等部件的动态特性，对系统稳定性的影响无法忽略，设计中需要在各硬件对应频率处对相位进行有效补偿。因
航天控制 2015年3期2015-03-10
- 某型民用飞机自动驾驶仪适航研究
型民用飞机自动驾驶仪适航研究李 敬 张 伟（中航通飞研究院有限公司， 广东 珠海 519000）简单介绍了某型民用飞机自动驾驶仪的适航取证过程，然后对CTSO-C198《自动飞行导引与控制系统（AFGCS）设备技术标准规定》和CCAR-25-R4《运输类飞机适航标准》1329条的内容进行了分析，确定了某型飞机自动驾驶仪的适航方法。飞机；自动驾驶仪；技术标准规定；适航适航要求是政府对航空器的管理，要求航空器的设计制造和修理达到一定的安全水平。适航标准要求的是
航空标准化与质量 2015年2期2015-01-07
- 伪攻角反馈驾驶仪的极点配置设计方法*
引言伪攻角反馈驾驶仪是三回路过载驾驶仪的一种典型结构[1]。与经典的Raytheon三回路驾驶仪[2-5]相比，其增稳回路采用伪攻角反馈，可以消除经典三回路驾驶仪的静差，使闭环增益精确为1，同时能保持较好的时域、频域响应特性以及鲁棒性能，因此在战术导弹上得到广泛的应用。三回路驾驶仪具有加速度、姿态角(或伪攻角)、姿态角速率3个反馈回路，可以应用极点配置法进行设计[6-9]。若忽略舵机、滤波器等高频部件动态特性的影响，则可以建立闭环极点与系统控制增益的解析关
现代防御技术 2014年1期2014-07-10
- 飞机均衡式自动驾驶仪控制规律设计及仿真
飞机均衡式自动驾驶仪控制规律设计及仿真曲东才1，林志刚2，卢建华1（1.海军航空工程学院控制工程系，山东烟台264001；2.92840部队，山东胶南266405）飞机在干扰力矩或斜坡信号作用下，其比例式自动驾驶仪控制规律会产生控制静差，难以控制飞机按预定航迹准确飞行。为解决该问题，首先，简要分析均衡式自动驾驶仪基本工作原理；然后，建立了均衡式自动驾驶仪结构图，对其控制规律进行设计；最后，进行了大量仿真研究。仿真结果显示，所设计均衡式自动驾驶仪控制规律是良
海军航空大学学报 2014年1期2014-07-07
- 采用脉宽调制式舵机的滚转导弹自动驾驶仪设计与研究
的滚转导弹自动驾驶仪设计与研究范世鹏1,2,林德福1,祁载康1,路宇龙3,姚怀瑾1（1.北京理工大学宇航学院,北京 100081；2.北京航天自动控制研究所,北京 100854；3.北京电子工程总体研究所,北京 100854）滚转导弹广泛采用脉宽调制（PWM）模式控制继电式操纵机构,因此研究PWM模式在滚转导弹控制中的应用。给出了两回路驾驶仪设计增益与弹体振荡频率、阻尼之间的关系；重点分析低频PWM所带来的控制耦合效应特性,讨论了耦合大小与弹体时间常数、自
兵工学报 2014年10期2014-06-27
- LSINS/GPS与自动驾驶仪的动态仿真实验构建
/GPS与自动驾驶仪交联接口的正确性以及故障处理能力，检测系统自动导航控制飞机的动态品质和航迹保持精度，检测侧风等干扰对系统航迹保持的影响，验证激光惯导提供给自动驾驶仪的姿态信号、导航操纵信号的品质及其与平台惯导的一致性［7，8］，在装备前必须对LSINS/GPS与自动驾驶仪系统进行交联测试。鉴于飞行实验费用过大，最初的测试往往无法进行飞行器的搭载实验，因此国内外均采用在实验室中搭建半物理系统进行测试［9，10］。而仿真平台的合理搭建对实验的可行性、验证的
计算机工程与设计 2014年4期2014-02-09
- 中科院成功研制车辆自动驾驶仪
先进制造所自动驾驶仪项目取得重要进展，完成了控制系统和执行机构的研制，在汽车匹配实验中顺利实现对车辆转向、制动、油门、挡位以及灯光喇叭的智能化控制。该所研究员梅涛介绍说，此次研发的自动驾驶仪主要包括控制系统和执行机构两大部分。控制系统以多核嵌入式系统为核心，通过控制执行机构完成对汽车方向盘、换挡手柄、油门、离合器和制动踏板等进行协调操作，实现汽车在预定轨迹路径上的横向（方向）智能控制和纵向（速度）智能控制，最终实现自动驾驶功能。执行机构主要由外挂式空心环转
中国科技信息 2013年13期2013-08-15
- 舵机反操纵对于自动驾驶仪稳定性的影响
采用三回路过载驾驶仪，控制形式如图2 所示。其设计方法可见文献［3-5］。图2 三回路驾驶仪框图对设计完成的导弹自动驾驶仪进行频域稳定裕度分析。图3 给出了相同设计条件下，舵机分别处于正操纵、基准、反操纵状态的系统开环(在内环舵机处断开)频域特性曲线。从图中可以看出:当舵机出现反操纵时，舵机频带降低，同时其直流增益K ＞1。直流增益的增大使自动驾驶仪回路开环截止频率ωcr向高频部分移动，舵机频带的降低则使舵机在中高频部分的相移增大。从而导致舵机在ωcr处引
兵器装备工程学报 2013年6期2013-07-03
- 战术导弹三回路过载驾驶仪时频特性分析
性。三回路过载驾驶仪能够适应上述需求，其过载主反馈保证了快速性;增稳回路利用“合成稳定性”和高频振荡环节设计解决了对静不稳定弹体的控制问题，同时增强了系统的鲁棒性[1－7]。现有文献大多关注在给定性能指标下三回路过载驾驶仪的设计方法，而研究该类驾驶仪时频特性的资料较少。Nesline 等[5]认为三回路过载驾驶仪对飞行高度、速度以及弹体质心变化的敏感度较低，鲁棒性较强，并可降低雷达天线罩斜率寄生回路对制导系统的影响。文献[8 －11]提出了通过包含时域响应
兵工学报 2013年7期2013-02-28
- 导弹滚转自动驾驶仪设计与仿真
方式对滚转自动驾驶仪进行设计，设计时使用的是在“系数冻结”、“小扰动”等假设前提下得到的线性化弹体数学模型.导弹飞行过程中，高度在几千米甚至上万米的范围内变化，速度变化也非常大，空气密度、动压等相关参数变化剧烈，而且是非线性的；从另一方面来看，导弹自身的数学模型也是非线性的.这些都对PID驾驶仪的适用性及鲁棒性都提出了很大的挑战，而变结构控制是一类特殊的非线性控制，其非线性表现为控制的不连续性.这种控制方式与其他控制的不同之处在于系统“结构”并不固定，而是
重庆三峡学院学报 2012年3期2012-12-22
- 捷联惯导寻的导弹自动驾驶仪特性对气动力设计的约束*
，寻的导弹自动驾驶仪必需满足制导的要求，具有足够的快速性和一定的阻尼，特别是在飞行过程中气动特性发生变化的时候，系统必须满足上述要求。而由于受到弹上设备、执行机构或其它因素的限制，自动驾驶仪无法允许弹体气动力特性随意变化，需要对其进行一定的约束，以保证寻的导弹能够有效拦截目标[1，4]。对于没有捷联惯导的导弹，在飞行过程中无法得到迎角和侧滑角信息，因而无法根据弹体气动力特性随迎角和侧滑角的变化关系来调整控制增益，快速性和阻尼的要求又将约束这种变化的范围。对
弹箭与制导学报 2012年3期2012-12-10
- 引入侧向加速度反馈的侧滑转弯控制方法
滑翔增程弹自动驾驶仪倾斜通道引入侧向加速度反馈的STT控制方法。1 自动驾驶仪控制技术自动驾驶仪是导弹的中枢指挥系统和稳定控制系统的核心，一般由惯性器件、控制电路和舵系统组成，并与导弹弹体动力学系统及气动舵面一起构成导弹稳定控制系统。飞行中，驾驶仪敏感导弹自身在控制与干扰作用下运动状态变化，并据此作出响应，操纵导弹气动舵面和发动机推力，使导弹按制导指令机动［7］。根据导弹机动方式的不同，驾驶仪分为以下两类：1）STT驾驶仪，即按照直角坐标来控制弹体飞行，导
探测与控制学报 2012年3期2012-08-27
- 引入自动驾驶仪时空中交通防撞系统的仿真
示后，切断自动驾驶仪，转由飞行员操纵飞机避撞。不同飞行员的反应各不相同，这样必然对飞机躲避冲突的能力有一定的损害。所以在2009年空客公司针对A380客机的TCAS应用提出加入自动驾驶仪［7］，并且通过了EASA(欧洲航空局)的验证和批准，最终使得可能发生的不确定的躲避情况有很大的改善。本文就是在对TCAS轨迹预测算法进行了分析和计算的同时，结合前人经验，在TCAS系统中加入Auto-Pilot(自动驾驶仪)环节，并且对其进行理论研究和仿真论证，使得TCA
电光与控制 2012年7期2012-07-04
- 民机自动驾驶仪系统的设计支撑标准研究
民用飞机的自动驾驶仪系统为例，以适航审定要求为牵引，以中国民用航空规章第25部CCAR 25《运输类飞机适航标准》为出发点，整理了相关的主要标准，分析了标准间的相互关系，并针对典型设计论述了各项标准在系统设计中所起的主要作用。1 民机自动驾驶仪系统简介自动驾驶仪系统是自动飞行控制系统中一个不可缺少的子系统，通过驾驶员的选择，提供飞机姿态、航向和高度等的自动控制。典型的自动驾驶仪系统组成主要包括计算单元和模式控制单元。先进的计算单元均为数字式设备，主要用来实
航空标准化与质量 2010年4期2010-06-05
- 飞机和导弹上的自动控制装置
装置称为“自动驾驶仪”。这种仪器在平直飞行中，可以代替飞行员执行驾驶飞机的任务。因此，也可以把这种仪器看作是一种专用的自动化“机器人”。应用自动驾驶仪驾驶的轰炸机，可以配合雷达瞄准器准确地投弹轰炸。高速战斗机上安装自动驾驶仪后，可以更准确地瞄准敌机进行射击。图1上画的是可以自动起飞，自动瞄准目标进行射击甚至可以自动着陆的现代高速战斗机。在这种飞机上驾驶员的中心任务只是判断情况，作出必要的决定而已。图1自动化起飞和着陆的战斗机民用飞机上使用自动驾驶仪后不但可
航空知识 1958年12期1958-01-19