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基于零空间的改进直接分配法: 2014年; 直接分配法是解决操纵面冗余飞行器控制分配的一种有效方法,但直接分配法只能对指定方向上误差最小目标进行优化,这种缺点限制了直接分配法的应用。零空间可以在保持转矩不变的前提下对控制量进行调节,利用这种特性,在三维转矩直接分配的基础上,通过对零空间坐标K进行数学规划可以使其他性能指标达到最优。推导证明,控制量最小问题和阻力最小问题分别可以转化为对坐标K的线性规划与二次规划问题。仿真结果表明,给出的基于零空间的改进直接分配法可以实现控制量最小和阻力最小控制分配。; 徐明兴祝小平周洲张波; 关键词：零空间

柔性太阳能无人机飞行动力学与控制仿真研究被引量：3: 2014年; 高空长航时太阳能无人机采用大展弦比柔性机翼,在飞行中存在大幅度静态和动态变形,变形体现出几何非线性特征。为了对其进行分析,采用基于Hamilton原理的Hodges本征梁动力学方程,对高空太阳能无人机的柔性机翼建立了分布式非线性的动力学模型。采用空间离散、时域积分的方法,对高空太阳能无人机的飞行动态和非线性变形情况进行了仿真分析。结果显示,加入俯仰控制后,可能出现无人机姿态与机翼扭转变形的不利耦合,影响了无人机的控制特性,该效应与传感器分布位置有关。通过合理的设计控制律和布置传感器,可以减弱机翼扭转带来的不利影响,保证无人机的航迹姿态及气动弹性特性稳定。; 肖伟周洲祝小平徐明兴; 关键词：太阳能无人机大展弦比飞行控制气动弹性动力学仿真

多螺旋桨太阳能无人机推力分配方法研究被引量：9: 2013年; 太阳能无人机的设计需以能量为核心,太阳能无人机多采用分布式推进系统,对推力分配进行优化可以有效提高螺旋桨效率进而提高能源利用率。在推力到桨效率的函数为凸函数的情况下,螺旋桨效率之和最大分配问题可以近似转化为拉力二范数最小分配问题,使用伪逆法解决了拉力二范数最小分配问题。将伪指令v d的误差最小作为优化目标之一考虑,形成混合优化目标,用不动点法求解了混合目标分配问题。螺旋桨的衰减滞后特性会增大伪指令误差,使用动态增益对螺旋桨动态特性进行补偿。对比数字仿真结果,不动点法相比伪逆法在降低了伪指令误差的同时,可以有效兼顾推进系统效率最高的目标;动态增益补偿可以有效削弱螺旋桨动态特性对整个推力分配系统造成的不利影响。; 徐明兴祝小平周洲肖伟冯引安; 关键词：太阳能无人机伪逆法

穿越微下冲气流的飞翼布局无人机控制方法被引量：6: 2015年; 微下冲气流是最危险的低空风切变形式,为在起降阶段安全穿越该气流,飞翼布局的无人机控制律应具有快速响应能力和良好的鲁棒性。针对大展弦比飞翼布局无人机舵面附加升力大和低速状态俯仰操纵效能低的特点,提出了舵面附加升力和机体气动力相结合的复合控制方案,改进了以输出误差为参考量的非线性指令分配策略,设计了基于迎角保护的指令分配策略。将风干扰和模型的不确定性视为未知扰动,采用自抗扰控制(ADRC)理论设计飞翼布局无人机非线性控制律,使之对风干扰和模型的不确定性进行估计补偿。仿真结果表明,复合控制与ADRC相结合的方法加速了航迹倾角的单位阶跃响应速度,使上升时间缩短了64%,同时能够实现对风干扰的有效观测和补偿,使高度损失低于2m;能够在风切变中有效保护迎角,使其维持在5.5°以内。因此,该方法能够为飞翼布局无人机安全平稳地穿越微下冲气流提供一种参考方案。; 王彦雄祝小平周洲徐明兴冯引安; 关键词：风切变大展弦比飞翼布局无人机复合控制自抗扰

基于terminal滑模与控制分配的飞翼布局无人机姿态控制被引量：2: 2014年; 对于风场扰动中的飞翼布局无人机,需要考虑模型参数不确定和外界干扰对姿态控制的影响,以及解决操纵面冗余、附加力效应显著、多轴操纵耦合、舵效非线性等特殊问题。采用基于扩张状态观测器的terminal滑模和多目标非线性控制分配对姿态角的跟踪控制问题进行了研究,将扩张状态观测器与基于饱和函数的terminal滑模控制器相结合,在名义滑模控制律的基础上采用扩张状态观测器实现对干扰的估计和补偿,有效提高了系统的鲁棒性和控制精度,并且充分利用冗余操纵面,根据飞行任务需求,实现对多种目标综合权衡的非线性控制分配。; 谭健周洲祝小平徐明兴; 关键词：飞翼布局无人机扩张状态观测器 TERMINAL滑模控制

一种考虑交叉耦合效应的飞翼布局飞机控制分配方法被引量：5: 2014年; 大展弦比飞翼布局飞机采用开裂式方向舵进行航向与阻力控制,开裂式方向舵大张角情况下与临近舵面间存在舵效的交叉耦合。交叉耦合力矩非线性特性突出,采用基于线性模型的控制分配方法会产生一定的分配误差。序列线性规划法可以解决考虑交叉耦合效应的分配问题,但对耦合力矩数学形式要求严格且求解需进行多次线性规划,实时性较差。给出了一种基于补偿的线性规划法,该方法的用舵量要大于序列线性规划法,但实时性要明显好于序列线性规划法且对交叉耦合力矩的数学形式没有固定要求。; 徐明兴祝小平周洲王怿张波; 关键词：飞翼布局飞机

基于纵向直接力控制的飞翼布局无人机紊流减缓被引量：3: 2014年; 飞翼布局无人机在大气紊流中飞行会受到较大的紊流载荷,而受限于自身构型和舵面配置,无法采用传统控制方案进行紊流载荷减缓。分析了飞翼布局无人机的舵面气动特性,提出一种多组舵面配合产生纵向直接控制力的垂直紊流减缓方案,并采用自抗扰控制技术设计了非线性控制器,在线估计系统误差和紊流扰动,并进行补偿控制。仿真结果表明:飞翼布局无人机采用直接力控制方案,并加入该非线性控制器后,能显著减缓在大气紊流中飞行中的法向过载,同时保证姿态和航迹稳定。; 张波祝小平周洲徐明兴; 关键词：无人机自抗扰控制非线性控制

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徐明兴