飞行控制

摘要： 飞行控制设计的最新进展提高了复杂自主飞行器完成各类任务的能力.在各类垂直起降飞行器中,涵道风扇飞行器(DFAVs)是一种非常重要的尾座式飞行器,其运动和驱动部件由称为涵道的环形机身所屏蔽.这一结构使得其能够很好地保护飞行器自身和操作人员的安全,让飞行器能够在狭窄、杂乱和危险的环境中飞行.此外,DFAVs具有固定翼飞机和直升机的特点,能够同时展现它们的优良特性,如长时居高监视能力和大有效载荷能力.本文是关于DFAVs的第1篇综述论文,旨在概述与其相关的几个方面的最新进展.首先,综述了世界范围内开发的此类飞行平台的历史与分类,并总结了它们的优缺点.然后,介绍了用于控制这些飞行器的多种控制方法.最后,给出总结,并讨论了现存的挑战,以及新的研究趋势.

摘要： 针对无人直升机在侧风环境中飞行时,因侧滑造成航迹控制精度下降,以及协调转弯时滚转角过大带来安全隐患等问题,分析了侧滑法和侧航法两种抗侧风控制策略。针对侧滑法的不足以及常规侧航法在无人直升机上应用的局限性,提出了基于侧向过载补偿的侧航抗侧风控制策略,设计了横航向的抗侧风控制律,并进行了数字仿真试验。仿真结果表明,设计的控制方法能够有效降低和消除侧滑,适用于无人直升机的抗侧风飞行控制。

摘要： 根据农用无人机飞行控制系统的作业特点和发展需求,提出了一种基于计算机控制器的农用无人机导航自动控制系统,完成了农用无人机整体结构设计,实现了导航自动控制系统软件策略系统,并自顶向下地采用嵌入式Linux软件实现了整个程序的设计。实验结果表明:该农用无人机导航自动控制系统自动导航和定点悬停性能好,定高稳定,抗干扰能力强,能够满足农业生产的要求。

摘要： 针对预先设定学习率的增量强化学习(IRL)飞行控制律失败率较高,并且无法适应飞行器大范围动力学特性变化下的稳定控制问题,提出一种自适应学习率的增量强化学习(ALRIRL)控制方法。首先,基于小波分析方法构造控制系统稳定度评价函数,用于评估控制器稳定度。然后,基于梯度下降法设计学习率在线迭代计算方法,以提升强化学习控制器的收敛性。最后,通过随机初始状态及随机动压变化下蒙特卡洛打靶试验和数学仿真来验证ALRIRL算法,仿真结果表明提出的方法能够根据参考状态跟踪误差振荡情况自适应调整学习率参数,实现飞行姿态稳定跟踪控制,提高强化学习飞行控制器的成功率。该方法减轻了IRL飞行控制算法对预先设定学习率超参数的依赖,拓宽了IRL在飞行器大范围动力学参数变化情况下的应用。

摘要： Samara飞行器是洛克希德·马丁公司在枫树种子的启发下研发的一款单桨旋翼机,它具有体积小、重量轻、气动效率高和隐蔽性强的特点。但是Samara飞行器的控制依赖于独立的视觉跟踪系统,该系统无法机载且价格昂贵,所以对Samara的研究一直处于实验室阶段。本课题组在此背景下,自行设计并制造了一款类Samara飞行器。它摒弃了Samara的视觉传感系统,使用普通民用的传感器和飞控板来进行控制。本文针对类Samara飞行器的曲线跟踪问题,提出了一种基于控制的建模方案,给出了曲线跟踪控制律。仿真结果表明,所设计的跟踪控制律能够使类Samara飞行器以较高的精度跟踪预设轨迹曲线。

摘要： 扑翼飞行器(flapping-wing aerial vehicle,FAV)是一种模仿动物飞行方式的新型飞行器,其具有仿生性且飞行声音小等特点,具有广泛的军事和民用前景。由于扑翼飞行器动力学模型复杂且容易受到风等环境因素的影响,目前尚无成熟稳定的控制算法可以用来控制扑翼飞行器。目前对扑翼飞行器的控制大多仍以手动控制为主,然而手动控制扑翼飞行器的方式会受到飞手操作水平的限制,难以大范围推广。通过对PX4固件和QGC地面站进行定制化改造以满足在一定应用背景下扑翼飞行器的有效控制,实现了扑翼飞行器的自动控制和协同飞行。同时还将扑翼飞行器多机协同飞行设计与实践引入到了"嵌入式计算技术"课程教学中,激发了学生的学习热情,提高了学生的创新实践能力。

摘要： 由于现有物对物(控制端对无人机)指定通道为无线电方式,一定的无线电发射功率无法突破极限距离。在极限距离情况下合理安全的切换无人机控制指令至5G网络,而不是把控制权移交给飞控系统,此时飞控系统只是作为备份系统。一旦控制端与无人机之间恢复物物通信的条件后,再把控制权交回无线电方式通讯。可以大幅度扩展无人机飞行控制距离,突破现有极限。

摘要： 充足的液压流量是飞控系统正常工作的基础条件。为在系统设计早期对需用液压流量进行准确计算,设计了一种基于模型跟踪的舵面需用偏转速率计算方法,解决了在飞机总体设计初期、控制律尚未设计时如何准确获得舵面偏转速率需求的问题,在此基础上结合不同飞行场景可对液压流量需求进行较为精确的预计。进一步考虑液压可用流量有限的现实约束,针对流量不足导致作动器低压和操纵失控的危险状态,提出了一种基于驾驶员意图识别的可用流量动态分配思想和算法,通过降低液压系统故障状态或飞行员极端操纵条件下的峰值流量需求,既避免了液压流量过设计,又保证了有限流量情况下尽可能实现飞行员操纵意图。

摘要： 针对繁忙机场航空器场面滑行效率低、延误大的问题,提出一种基于4D轨迹的场面滑行引导算法。首先根据机场结构建立机场拓扑模型;然后对传统Dijkstra算法进行改进,在考虑路段翼展约束和转弯约束的情况下,为航空器规划一条最优滑行路径,并根据管制设定的所需到达时间(RTA)为所有轨迹点分配相应的RTA,从而得到一条目标4D滑行轨迹;最后,航空器在速度引导算法指引下实现对4D轨迹的追踪。速度引导算法是以航空器平顺滑行为目标,根据航空器当前的运动状态,以航空器性能、速度、RTA为约束,动态计算出最优的滑行参考速度,从而实现精准的4D轨迹追踪。仿真实验结果表明,机载端滑行引导算法能为航空器提供一条合理平顺的滑行轨迹,并能在参考速度的引导下高效准时地到达终点。

摘要： 有人/无人机协同是未来作战样式的重要发展方向,对于加快发挥无人机装备的作战价值,与有人机形成优势互补、协同高效的作战体系具有重要意义。首先,总结了近年来国内外在有人/无人机协同作战方面的重点研究项目进展;然后,阐明了有人/无人机协同作战的协同关系与指挥架构,并从规划控制的角度梳理了该领域涉及的关键技术(主要包括协同任务分配、协同航迹规划以及协同飞行控制);最后,对未来有人/无人机协同作战运用的研究发展方向进行了总结和展望。

摘要： 多旋翼无人机具有体积小、机动性能强、垂直起降和悬停能力等优点,在军事和民用领域应用前景广泛,已成为国内外众多学者关注的热点.在阐述多旋翼无人机的飞行控制系统面临关键问题的基础上,详细总结了近年来多旋翼无人机飞行控制技术的研究现状,并分析了飞行控制技术在多旋翼无人机上的应用情况,最后对多旋翼无人机的发展趋势和研究方向进行了展望.

摘要： 针对增强无人机编队飞行场景的三维虚拟现实效果的需求,搭建了基于FlightGear的可视化仿真平台.采用虚拟结构法的编队模型进行无人机的控制,并将模型解算出的笛卡尔坐标系下的飞行控制数据坐标变换为FlightGear的飞行数据接口协议中的格式,并将其按照UDP协议发送到FlightGear仿真器中.通过在虚拟机中搭建服务器汇总和转发各FlightGear的飞行数据,实现显示编队飞行场景的功能,最后进行了联合视景仿真实验.结果表明,所建平台可视化效果好,节省硬件资源,且具有良好的扩展性.

摘要： 为突破传统动力学建模方法难以高精度解析建立变体飞行器动力学模型,且经典飞行控制方法无法满足多维度大包线内飞行品质需求,对变体飞行器柔性多体动力学建模及飞行控制开展研究.首先对变体飞行器模型进行有限元离散,基于绝对节点坐标列式实体梁单元,利用虚功原理建立变体飞行器模块动力学方程.考虑模块间约束,引入基于绝对节点坐标的约束方程,完成解析形式的变体飞行器柔性多体系统动力学模型的构建.考虑变参数不确定与非变参数不确定,基于变体飞行器动力学模型进行双层线性变参数不确定模型建立.依据全包线飞行抗扰性需求设定多控制目标,研究动态输出反馈形式的弱保守多目标线性变参数控制无限维控制建模,充分利用不确定模型凸性质将无限维控制模型转化为有限维控制模型,基于内点法对有限维控制模型进行求解进而获取适应全飞行包线的线性变参数控制律,保障包线内任意飞行模态下的高飞行品质.仿真结果表明,建立完成的动力学模型能够高精度描述真实柔性多体系统,且设计完成的控制器能够实现良好的控制品质.

摘要： 集群编队飞行是多旋翼无人机应用的重要发展方向,基于开源飞控进行开发可提高效率、降低复杂性.建模与仿真是快速有效的验证手段,在开展飞行试验前开展仿真验证能够发现问题、避免损失.本文针对基于PX4飞控的多旋翼无人机变尺度协同监视编队实现,开展仿真验证.建立了多旋翼无人机的非线性动力学模型、PX4飞控的位置控制模型和姿态控制模型,通过单机飞行仿真验证了所建立模型的正确性.在此基础上,建立了变尺度协同监视编队的协同控制算法模型,基于实际采用的PX4飞行控制算法的仿真,验证了变尺度协同监视编队控制的正确性和有效性.

摘要： 针对无人机在恶劣环境的进近着陆问题,分析了传统控制算法在应对多输入多输出的飞机控制问题的不足,提出了新的飞行控制模型,以神经网络控制为主结合PID控制实现对飞机的综合控制.使用X-Plane作为验证平台进行了高仿真实验验证,实验结果表明新的控制算法在飞机进近着陆的有效性.

摘要： 平流层飞艇是一种低速临近空间飞行器,实现区域长期稳定驻留,可为开发利用临近空间的区域持续信息服务优势提供手段支撑.但是,平流层飞艇系统复杂,技术挑战大,设计难度大,总体设计基础问题及解决方案尚不完全明晰.本文在分析平流层飞艇基本特征的基础上,系统梳理了制约平流层飞艇总体设计的关键问题,分析了影响平流层飞艇设计研制的关键支撑技术,可为平流层飞艇技术发展提供参考.

摘要： 平流层飞艇是一种低速临近空间飞行器,实现区域长期稳定驻留,可为开发利用临近空间的区域持续信息服务优势提供手段支撑.但是,平流层飞艇系统复杂,技术挑战大,设计难度大,总体设计基础问题及解决方案尚不完全明晰.本文在分析平流层飞艇基本特征的基础上,系统梳理了制约平流层飞艇总体设计的关键问题,分析了影响平流层飞艇设计研制的关键支撑技术,可为平流层飞艇技术发展提供参考.

摘要： 平流层飞艇是一种低速临近空间飞行器,实现区域长期稳定驻留,可为开发利用临近空间的区域持续信息服务优势提供手段支撑.但是,平流层飞艇系统复杂,技术挑战大,设计难度大,总体设计基础问题及解决方案尚不完全明晰.本文在分析平流层飞艇基本特征的基础上,系统梳理了制约平流层飞艇总体设计的关键问题,分析了影响平流层飞艇设计研制的关键支撑技术,可为平流层飞艇技术发展提供参考.

摘要： 平流层飞艇是一种低速临近空间飞行器,实现区域长期稳定驻留,可为开发利用临近空间的区域持续信息服务优势提供手段支撑.但是,平流层飞艇系统复杂,技术挑战大,设计难度大,总体设计基础问题及解决方案尚不完全明晰.本文在分析平流层飞艇基本特征的基础上,系统梳理了制约平流层飞艇总体设计的关键问题,分析了影响平流层飞艇设计研制的关键支撑技术,可为平流层飞艇技术发展提供参考.

摘要： 平流层飞艇是一种低速临近空间飞行器,实现区域长期稳定驻留,可为开发利用临近空间的区域持续信息服务优势提供手段支撑.但是,平流层飞艇系统复杂,技术挑战大,设计难度大,总体设计基础问题及解决方案尚不完全明晰.本文在分析平流层飞艇基本特征的基础上,系统梳理了制约平流层飞艇总体设计的关键问题,分析了影响平流层飞艇设计研制的关键支撑技术,可为平流层飞艇技术发展提供参考.

摘要： 本发明决定位于飞行体(3)所能航行的范围内、且存在于车辆(30A)的路径周边的着陆场所候补，并根据着陆场所候补来决定飞行体(3)的着陆场所。决定直到所决定的着陆场所为止的飞行航路，并将按所决定的飞行航路来航行的控制信息发送给飞行体(3)。

摘要： 本发明适用于飞行器技术领域，提供了飞行器姿态控制方法、飞行器姿态控制系统以及飞行器，按预设间隔，采样飞行器的多个目标通道对应的开关控制量，其中，所述开关控制量基于所述飞行器的目标通道角度偏差校正值确定；分别获取每个所述目标通道的控制量校正策略，其中，所述控制量校正策略包括最短工作时间策略和防水击策略；按照所述控制量校正策略，通过当前采样时刻的目标开关控制量以及当前采样时刻之前的开关控制量的多个历史校正值，分别计算每个所述目标通道在当前采样时刻的控制量校正值；利用所述控制量校正值，分别控制每个所述目标通道的姿态控制发动机。有助于形成更完备的最短工作时间和防水击要求实现方案。

摘要： 用于飞行器的飞行控制系统包括经电子或光电总线系统与多个总线节点连接的飞行控制计算机系统，多个总线节点各自配置为执行基于经总线系统从飞行控制计算机系统接收的命令消息控制相关联飞行器装置以及经总线系统将信息消息发送至飞行控制计算机系统中的至少一个。根据本发明一个方面，电子或光电总线系统是包括多个独立总线子系统的冗余电子或光电总线系统，每个总线节点配置为经多个独立总线子系统中的两个不同子系统与飞行控制计算机系统通信，每个总线节点还配置为基于相关联预定总线通信协议经相应两个不同总线子系统中的第一总线子系统并基于相关联预定总线通信协议经相应两个不同总线子系统中的第二总线子系统与飞行控制计算机系统通信。

摘要： 提出了一种用于控制具有多种配置或模式的飞行器的方法，其中每一种配置都受飞行控制设备实施的不同控制规则控制，并且从一种配置到另一种配置的转换是通过基于估计的飞行器的飞行状态，在所述飞行控制设备中分别动态调整控制体量的最大限制值和最小限制值，由此在所述飞行控制设备中逐步脱离针对所述一种配置的控制规则以及逐步增大针对所述另一种配置的控制规则的影响来实现的，所述控制体量是由与分别用于所述一种配置和用于所述另一种配置的相应控制规则相关联的控制参数的参数范围限定的。

摘要： 披露了一种飞行器的飞行控制面、制造飞行控制面的方法和飞行器，所述飞行控制面包括：‑主体(1)，所述主体包括：上覆盖件和下覆盖件(3，4)，上蒙皮和下蒙皮(5，6，7，8)和芯部构件(9，10)，所述蒙皮长度上的延长部(12)，所述延长部超过所述芯部构件的长度，从而限定了台阶区域(16)，‑后缘(2)，所述后缘包括包绕所述延长部的U形型材(11)，‑所述U形型材在弦向方向上向所述主体延伸直至所述台阶区域，并且包括逐渐减小的截面，所述后缘包括位于所述延长部中的第一组和第二组铆钉(13，14)，所述第一组铆钉联结所述上覆盖件和所述下覆盖件，并且所述第二组铆钉联结所述U形型材与所述上覆盖件和所述下覆盖件。

摘要： 本申请涉及一种飞行控制方法、飞行控制单元及飞行控制系统。该方法包括：在自动飞行模式下，接收飞行指令单元的飞行控制指令；根据所述飞行控制指令进行计算，得到计算结果；在根据所述计算结果判断出满足第一预设条件时，拒绝执行所述飞行控制指令。本申请提供的方案，能够避免飞行器执行错误的飞行控制指令，提升飞行器的飞行安全性。

摘要： 一种飞行控制方法、控制装置、无人飞行器、飞行控制系统及存储介质，所述方法包括：获取时间序列信息，所述时间序列信息用于同步所述控制装置的时钟信号(S101)；根据所述时间序列信息，同步所述控制装置的时钟信号(S102)；根据同步后的所述控制装置的时钟信号以及所述控制装置上预存的程序，控制所述无人飞行器在指定时间执行指定飞行动作；所述预存的程序用于指示所述指定飞行动作和/或所述指定飞行动作的执行时间(S103)。实现了利用预存的程序对无人飞行器进行飞行控制。

摘要： 本发明主要提供一种对所述无人飞行器进行飞行控制的飞行控制系统，该飞行控制器包括：飞行控制器；与所述飞行控制器进行数据交互的地面控制站；动作感知装置；其中，所述控制指令至少包括第一控制指令和第二控制指令，其中，所述第二控制指令与所述操作者的特定身体动作相关，且相对于所述第一控制指令，所述第二控制指令被优先执行。此外，本发明还提供一种飞行控制器和飞行控制方法。采用上述方案，在一般情况下可以通过地面控制站对无人飞行器进行飞行控制，而在紧急情况下时则可通过操作者身体动作而对无人飞行器进行控制以使其能够及时脱离危险，操作简单，避险及时。

摘要： 本申请涉及一种多旋翼飞行控制方法、飞行控制器及飞行器。该方法包括：接收对应飞行器各个控制通道的第一期望数据集；根据所述第一期望数据集，计算第一期望转速集；其中，所述第一期望转速集包括飞行器中各个旋翼电机的期望转速；在判断出所述第一期望转速集中的旋翼电机的期望转速超过对应的转速限制阈值时，通过分别调整所述第一期望数据集中对应各个控制通道的不同期望值并对应调整旋翼电机的期望转速后，输出各个旋翼电机的转速控制信号。本申请提供的方案，能够充分利用飞行器旋翼所能产生的拉力，提升飞行姿态保持能力。

摘要： 本公开涉及一种飞行控制方法、飞行控制系统及飞行器，该方法应用于飞行控制系统中的任意飞控计算机，飞控计算机包括计算模块和管理模块，该方法包括：计算模块获取第一功能模块的实际运行状态参数，并根据实际运行状态参数判断第一功能模块是否出现故障，并在出现故障时，将故障信号输出至管理模块；管理模块接收来自第二功能模块的故障信号以及来自计算模块的故障信号，并根据接收到的全部故障信号确定失效状态信号，失效状态信号输出到计算模块以及第二功能模块时，使计算模块和第二功能模块根据失效状态信号对故障进行处理。该方法能够实现飞行控制的冗余设计，可以覆盖飞行器的可能的失效状态，提高飞行器的可靠性和安全性。