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带有时变干扰的变结构近空间飞行器滑模控制 预览
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作者 姜林 龙离军 赵军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期88-96,共9页
针对近空间飞行器在执行不同任务时因结构改变导致受到的复合干扰发生改变的现象,设计了一种能够同步切换的非线性干扰观测器,并基于该切换干扰观测器采用滑模控制策略设计了切换滑模控制器.之后,考虑实际存在执行器动态的情形,提出了... 针对近空间飞行器在执行不同任务时因结构改变导致受到的复合干扰发生改变的现象,设计了一种能够同步切换的非线性干扰观测器,并基于该切换干扰观测器采用滑模控制策略设计了切换滑模控制器.之后,考虑实际存在执行器动态的情形,提出了一种新的基于执行器动态的切换滑模控制方法,利用共同Lyapunov函数方法证明了提出方法能够保证系统的所有信号在任意切换律作用下一致有界.仿真结果表明,所设计的切换非线性干扰观测器能够有效观测未知不连续复合干扰,提出的切换滑模控制方法能够满足变结构近空间飞行器的跟踪控制要求. 展开更多
关键词 切换非线性系统 干扰观测 滑模控制 共同LYAPUNOV函数 空间飞行器
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空射近空间飞行器助推弹道规划方法 预览
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作者 杨明 刘明 +2 位作者 郑伟 高兴 陈志刚 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期7-11,35共6页
为研究空射近空间飞行器低弹道快速入轨弹道规划问题,将空射近空间飞行器助推弹道分为投放段、一级飞行段、无动力滑行段、二级飞行段。一级飞行段采用最大可用过载快速拉起;二级飞行段纵向剖面采用基于分段多项式的参数化控制方法,二... 为研究空射近空间飞行器低弹道快速入轨弹道规划问题,将空射近空间飞行器助推弹道分为投放段、一级飞行段、无动力滑行段、二级飞行段。一级飞行段采用最大可用过载快速拉起;二级飞行段纵向剖面采用基于分段多项式的参数化控制方法,二级飞行段横向剖面设计了基于三角函数的参数化能量管理;形成了多段多约束参数化助推弹道规划模型,采用改进粒子群算法对该问题进行求解。仿真结果表明:规划弹道满足过载、控制及分离等各类约束条件;该方法具有很高的求解精度和较快的求解速度,能获得满足不同交班需求的参考弹道。 展开更多
关键词 空中发射 空间飞行器 助推弹道 粒子群算法
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中国芯新利器凸显中国钛 日美垄断地位被打破
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《现代材料动态》 2018年第6期13-14,共2页
央视财经频道播出特高压电网的“定海神针”——300MVar全空气冷却新型调相机,神奇蔬菜工厂——自动化水培蔬菜工厂,生产空天材料的利器——超材料生产线、临近空间飞行器——采用特殊功能材料、特殊工艺加工形成的巨大柔性飞行器,... 央视财经频道播出特高压电网的“定海神针”——300MVar全空气冷却新型调相机,神奇蔬菜工厂——自动化水培蔬菜工厂,生产空天材料的利器——超材料生产线、临近空间飞行器——采用特殊功能材料、特殊工艺加工形成的巨大柔性飞行器,围棋人工智能——“绝艺”等一系列大国重器中把“芯片制造利器一超高纯金属溅射靶材”排在第一。虽然,臾讲到实现了全系列产品量产,没有提到各种产品的名称,但这系列产品中必然有钛的身影。 展开更多
关键词 中国芯 空间飞行器 垄断 功能材料 蔬菜工厂 特高压电网 空气冷却
近空间可变翼飞行器爬升/巡航段切换控制 预览
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作者 徐文萤 江驹 +1 位作者 郑亚龙 蒋烁莹 《电光与控制》 北大核心 2018年第10期10-16,共7页
近空间可变翼飞行器在不同飞行段进行模态切换过程中,由于飞行状态会发生突变,不同模态下控制器结构参数发生变化,难以设计一个通用控制器保证两个模态及模态切换过程的稳定性和平滑性。若直接进行两个模态控制器硬切换,会导致飞行... 近空间可变翼飞行器在不同飞行段进行模态切换过程中,由于飞行状态会发生突变,不同模态下控制器结构参数发生变化,难以设计一个通用控制器保证两个模态及模态切换过程的稳定性和平滑性。若直接进行两个模态控制器硬切换,会导致飞行器的控制律参数发生跳变,从而引起飞行状态发生突变,影响模态切换过程的稳定性和平滑性.致使系统不稳定,造成飞行事故。以爬升段末到巡航段初为例,设计一种基于惯性环节的快速双幂次滑模切换控制器。首先对切换前后的滑模面进行淡化处理,得到切换控制律的滑模面,然后针对新的滑模面设计滑模切换控制律,最后对比分析直接切换和快速双幂次滑模切换。仿真结果表明快速双幂次滑模切换控制方法具有良好的跟踪控制效果。 展开更多
关键词 空间飞行器 切换控制 模态切换 滑模控制
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分布式近空间飞行器容错控制方法研究
5
作者 路遥 王青 +1 位作者 梁小辉 董朝阳 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第9期1656-1661,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 空间飞行器 容错控制 整数规划 蝙蝠搜索
临近空间飞行器热安全
6
作者 桂业伟 唐伟 +3 位作者 杜雁霞 曾磊 刘磊 张吴元 《科技纵览》 2017年第2期74-75,共2页
临近空间(Near Space)主要指通用航空器飞行高度上限与地球低轨道下限之间的广阔空域,约为距地面20~100千米的空域。通常所说的“近空间”“亚轨道”“空天过渡区”“亚太空”“超高空”或“高高空”等区域,都是指临近空间。临近... 临近空间(Near Space)主要指通用航空器飞行高度上限与地球低轨道下限之间的广阔空域,约为距地面20~100千米的空域。通常所说的“近空间”“亚轨道”“空天过渡区”“亚太空”“超高空”或“高高空”等区域,都是指临近空间。临近空间飞行器是能够飞行在临近空间执行特定任务的飞行器的总称。本文所指的临近空间高超声速飞行器专指在临近空间做长时间飞行的高超声速飞行器。 展开更多
关键词 空间飞行器 高超声速飞行器 热安全 空间 通用航空 飞行高度 低轨道 过渡区
密闭式弹射座椅超声速气动特性数值分析
7
作者 高林星 《江苏航空》 2017年第4期2-6,共5页
近年来,随着以X37、X43为代表的高超声速飞行试验的披露,临近空间飞行、高超声速巡航已经成为航空航天领域的研究热点。临近空间介于传统航空与航天范围之间,是指距离地面20~100km的空域。从目前国外临近空间飞行器发展思路来看,... 近年来,随着以X37、X43为代表的高超声速飞行试验的披露,临近空间飞行、高超声速巡航已经成为航空航天领域的研究热点。临近空间介于传统航空与航天范围之间,是指距离地面20~100km的空域。从目前国外临近空间飞行器发展思路来看,载人飞行仍不可或缺。临近空间和大马赫数巡航是区别现有航空器的显著特征, 展开更多
关键词 高超声速 数值分析 气动特性 弹射座椅 密闭式 空间飞行器 超声速巡航 空间
基于差分进化算法与伪谱法的近空间飞行器再入段轨迹协同优化 预览
8
作者 米培超 吴庆宪 《机械设计与制造工程》 2017年第11期38-42,共5页
为求解可重复使用运载器再入段的优化轨迹,针对多阶段优化问题,将差分进化算法与伪谱法结合,进行协同优化。利用伪谱法求解多约束多目标优化问题,选取合适的初始探测值,使其可较快收敛到局部最优解;差分进化算法用于搜索伪谱法的初始探... 为求解可重复使用运载器再入段的优化轨迹,针对多阶段优化问题,将差分进化算法与伪谱法结合,进行协同优化。利用伪谱法求解多约束多目标优化问题,选取合适的初始探测值,使其可较快收敛到局部最优解;差分进化算法用于搜索伪谱法的初始探测值,使其收敛于全局最优解,在适应度函数中加入终端误差项,以进一步缩小优化轨迹的终端误差。仿真结果表明:该协同优化方法能够有效设计多阶段优化轨迹,满足性能指标的要求。 展开更多
关键词 差分进化算法 伪谱法 轨迹优化 空间飞行器
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“近空间飞行器的关键基础科学问题”重大研究计划结题综述 被引量:4
9
作者 杜善义 方岱宁 +4 位作者 孟松鹤 谢惠民 詹世革 张攀峰 孟庆国 《中国科学基金》 CSSCI CSCD 北大核心 2017年第2期109-114,共6页
本文介绍了“近空间飞行器的关键基础科学问题”重大研究计划的立项背景、总体科学目标、总体布局、实施思路及总体完成情况,并概述了在该领域下一步发展的建议。
关键词 重大研究计划 空间飞行器 综述
近空间飞行器变增益非线性切换控制器设计 被引量:1
10
作者 路遥 董朝阳 +1 位作者 王青 刘扬 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期613-618,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 空间飞行器 非线性切换系统 反步法 滑模控制 变增益
有关近空间高超声速飞行器边界层转捩和湍流的两个问题 预览 被引量:3
11
作者 周恒 张涵信 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期151-155,共5页
和一般的飞行器一样,在近空间飞行器的研制中,其边界层的转捩和湍流也是需要考虑的两个重要问题。但即使是对一般的飞行器,“转捩”和“湍流”也还是两个历经百年而仍未很好解决的问题,而对近空间飞行器来说,空气动力学本身就还存在若... 和一般的飞行器一样,在近空间飞行器的研制中,其边界层的转捩和湍流也是需要考虑的两个重要问题。但即使是对一般的飞行器,“转捩”和“湍流”也还是两个历经百年而仍未很好解决的问题,而对近空间飞行器来说,空气动力学本身就还存在若干新的需要研究解决的基础问题,边界层的转捩和湍流就更是没有很好解决的问题。本文讨论了两个问题:1)为增强对高超声速飞行器边界层转捩预测的能力,需要开展哪些方面的研究工作及其困难;2)是否有可能当飞行器飞行高度足够大时,其边界层就不会再有湍流问题? 展开更多
关键词 空间飞行器 转捩 湍流 预测能力
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光启:与太阳比肩——专访光启理工研究院院长刘若鹏 预览
12
作者 贺佳雯 《中国经济信息》 2016年第23期44-45,共2页
“继‘旅行者’1号南半球试飞之后,又迎来了‘旅行者’2号在北半球试飞……”11月10日凌晨四点半左右,光启理工研究院院长刘若鹏在朋友圈里发布了这样一条状态。11月9日22时44分,光启自主研制的临近空间飞行器“旅行者”2号验证版,在新... “继‘旅行者’1号南半球试飞之后,又迎来了‘旅行者’2号在北半球试飞……”11月10日凌晨四点半左右,光启理工研究院院长刘若鹏在朋友圈里发布了这样一条状态。11月9日22时44分,光启自主研制的临近空间飞行器“旅行者”2号验证版,在新疆博湖县博斯腾湖乡顺利放飞。“旅行者”2号近40米直径的超大囊体,充入经过精密计算的氦气后,携带总重量超过1吨的主舱升空。 展开更多
关键词 光启 主舱 旅行者 生命保障系统 空间飞行器 精密计算 博湖县 圈里 空间 垂直起降
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考虑输入饱和的近空间飞行器姿态容错控制 预览 被引量:1
13
作者 杨青运 陈谋 吴庆宪 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1449-1456,共8页
针对近空间飞行器姿态控制中出现的执行器故障,输入饱和与外部干扰等问题,设计了一种基于二阶滑模干扰观测器和辅助系统的鲁棒容错跟踪控制方法.首先,将系统不确定,外部扰动和执行器故障作为复合干扰,设计super-twisting二阶滑模... 针对近空间飞行器姿态控制中出现的执行器故障,输入饱和与外部干扰等问题,设计了一种基于二阶滑模干扰观测器和辅助系统的鲁棒容错跟踪控制方法.首先,将系统不确定,外部扰动和执行器故障作为复合干扰,设计super-twisting二阶滑模干扰观测器对其进行估计.然后为解决输入饱和问题构造了辅助分析系统,并借助backstepping方法,设计姿态容错跟踪控制器.利用Lyapunov方法,严格证明了所有闭环系统信号的收敛性.最后将所设计的控制方法应用于近空间飞行器姿态控制中,仿真结果验证了该控制方法的有效性. 展开更多
关键词 空间飞行器 干扰观测 输入饱和 容错控制
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战争利器:高速临近空间飞行器
14
作者 陈有荣 《国际航空》 2016年第1期18-21,共4页
高速临近空间飞行器用作武器装备潜力巨大,将成为军事大国执行全球战略侦察和快速打击能力的利器,但研制难度也很大。
关键词 空间飞行器 战争 装备 打击能力 全球战略
近空间飞行器爬升段跟踪控制 预览 被引量:4
15
作者 顾臣风 江驹 吴雨珊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1526-1531,共6页
在近空间飞行器加速爬升模态下,传统的滑模控制方法在处理不确定性问题时,存在收敛速度慢、鲁棒性不强和抖振严重等不足。针对这些问题,本文提出双幂次趋近律滑模控制方法来设计飞行控制器,从而实现飞行器爬升段轨迹的精确跟踪。将... 在近空间飞行器加速爬升模态下,传统的滑模控制方法在处理不确定性问题时,存在收敛速度慢、鲁棒性不强和抖振严重等不足。针对这些问题,本文提出双幂次趋近律滑模控制方法来设计飞行控制器,从而实现飞行器爬升段轨迹的精确跟踪。将飞行器非线性模型进行精确反馈线性化处理,并利用李雅普诺夫稳定性理论进行稳定性分析。仿真分析了双幂次趋近律滑模控制方法和传统滑模控制方法的控制效果。结果表明:在处理具有参数不确定性和外界干扰的非线性系统时,双幂次趋近律滑模控制方法能够精确地跟踪指令信号,并且具有较强的稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 空间飞行器 跟踪控制 爬升模态 双幂次趋 滑模控制 参数不确定 李雅普诺夫稳定性理论
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让国之重器闪耀星空——临近空间飞行器创新团队追梦纪实 预览
16
作者 马爱平 《中国科技财富》 2015年第12期35-36,共2页
2015年10月13日,北京南江空天科技股份有限公司联合北京航空航天大学,由临近空间飞行器创新团队负责研发的我国首个临近空间飞艇在内蒙古锡林浩特市试飞成功。创新团队在36小时内完成了全系统集成和测试,按预定程序完成了放飞和临近... 2015年10月13日,北京南江空天科技股份有限公司联合北京航空航天大学,由临近空间飞行器创新团队负责研发的我国首个临近空间飞艇在内蒙古锡林浩特市试飞成功。创新团队在36小时内完成了全系统集成和测试,按预定程序完成了放飞和临近空间飞行测试,高度达到2万米,并实现了昼夜持续动力飞行,完成了定点着陆和完好回收。 展开更多
关键词 空间飞行器 创新 北京航空航天大学 星空 空间 飞行测试 锡林浩特市 定点着陆
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基于单向滑模的近空间飞行器姿态鲁棒控制 预览
17
作者 杨梅松 文杰 娄杰 《计算机与网络》 2015年第9期52-55,共4页
针对近空间飞行器在高超声速飞行阶段对于控制器的强鲁棒性要求,提出了一种适用于近空间飞行器的单向滑模控制方法。该方法通过对于传统滑模进行结构上的改进,并引入单向辅助面和正不变集2个概念,从而增强了滑模控制方法的鲁棒性能。与... 针对近空间飞行器在高超声速飞行阶段对于控制器的强鲁棒性要求,提出了一种适用于近空间飞行器的单向滑模控制方法。该方法通过对于传统滑模进行结构上的改进,并引入单向辅助面和正不变集2个概念,从而增强了滑模控制方法的鲁棒性能。与传统滑模控制方法不同,文中单向辅助面使得滑模控制器的设计一定程度上脱离了切换面的桎梏,令一些不稳定的超平面也能够参与到控制器的设计过程中,并获得了新的控制性能,通过理论分析和仿真验证表明了该方法的强鲁棒性能。 展开更多
关键词 空间飞行器 单向滑模控制 单向辅助面 正不变集 强鲁棒协调控制
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关于近空间飞行器飞行控制系统研究设计的几个问题 预览 被引量:2
18
作者 姜长生 《电光与控制》 北大核心 2015年第7期1-13,共13页
讨论了近空间飞行器飞行控制系统研究设计的几个问题。首先指出了研究近空间飞行器的国内外形势和近空间飞行器研究的重要性;接着就近空间飞行器飞行控制的几个重要问题:飞行运动控制的建模问题,飞行姿态控制的鲁棒性问题,飞行姿态与... 讨论了近空间飞行器飞行控制系统研究设计的几个问题。首先指出了研究近空间飞行器的国内外形势和近空间飞行器研究的重要性;接着就近空间飞行器飞行控制的几个重要问题:飞行运动控制的建模问题,飞行姿态控制的鲁棒性问题,飞行姿态与重心运动的一体化协调控制问题,飞行与发动机的一体化协调控制问题,飞行控制的抗干扰问题提出了相应的方法和看法;最后就近空间飞行器飞行控制系统的设计原则提出了自己的体会和看法,指出了用一体化协调控制的思想进行近空间飞行器飞行控制系统分析设计的重要性。 展开更多
关键词 空间飞行器 飞行控制系统 非线性系统 鲁棒性 一体化协调控制
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近空间飞行器多模态切换控制研究 被引量:2
19
作者 顾臣风 江驹 +1 位作者 甄子洋 吴雨珊 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2015年第3期222-225,共4页
针对近空间飞行器大包络飞行时产生系统状态偏离问题,通过多控制律切换策略实现了大范围的指令跟踪。针对不同飞行模态间存在的切换控制问题,提出基于时间以及基于速度和高度的两种切换方法。首先研究了近空间飞行器纵向动力学模型,然... 针对近空间飞行器大包络飞行时产生系统状态偏离问题,通过多控制律切换策略实现了大范围的指令跟踪。针对不同飞行模态间存在的切换控制问题,提出基于时间以及基于速度和高度的两种切换方法。首先研究了近空间飞行器纵向动力学模型,然后针对近空间飞行器的速度和高度误差跟踪系统进行了反步控制器设计。最后,通过仿真验证了切换控制方法的有效性。 展开更多
关键词 空间飞行器 误差跟踪 多控制律切换 模态切换
具有输入饱和的近空间飞行器鲁棒控制 预览 被引量:2
20
作者 杨青运 陈谋 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期18-28,共11页
针对近空间飞行器这一类存在外部扰动,输入饱和和参数不确定的多输入多输出线性系统,提出了一种基于干扰观测器的抗饱和鲁棒控制方案.将干扰观测器与抗饱和控制技术相结合,从而消除系统存在的未知外部扰动、输入饱和和不确定性对系统控... 针对近空间飞行器这一类存在外部扰动,输入饱和和参数不确定的多输入多输出线性系统,提出了一种基于干扰观测器的抗饱和鲁棒控制方案.将干扰观测器与抗饱和控制技术相结合,从而消除系统存在的未知外部扰动、输入饱和和不确定性对系统控制的影响.首先,设计干扰观测器对线性外部系统产生的未知扰动进行估计.然后根据干扰观测器输出,通过超前抗饱和方法设计抗饱和补偿器,并将其加入到鲁棒控制器的设计中,保证闭环系统存在输入饱和、未知外部扰动和参数不确定情况下的稳定性.为便于设计,干扰观测器、抗饱和补偿器和控制器设计矩阵均通过求解线性矩阵不等式得到.最后,将提出的鲁棒抗饱和控制方法应用于近空间飞行器,仿真结果验证了该控制方案的有效性. 展开更多
关键词 空间飞行器 非线性控制 输入饱和 干扰观测 鲁棒控制
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