武裝直升機(jī)航跡規(guī)劃與軌跡控制研究.pdf

1、該文研究了武裝直升機(jī)航跡規(guī)劃與軌跡控制系統(tǒng),給出了該系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并研究了各分系統(tǒng)的主要問題.具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:針對數(shù)字地圖技術(shù),該文討論并研究了隨機(jī)地形算法、山峰模擬算法、分形曲面生成算法,通過這些算法可以得到具有不同統(tǒng)計(jì)特性的地形數(shù)據(jù);使用基于分形插值曲面算法可以得到不在網(wǎng)格點(diǎn)上的地形數(shù)據(jù).針對具體的算例,各種算法都給出了相應(yīng)的仿真圖形.討論了數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式.提出了威脅模型的概念,并且把威脅疊加到數(shù)字地圖中,把威脅

2、回避轉(zhuǎn)化為地形回避來處理.對于航跡優(yōu)化問題,采用了改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法,首先把航跡規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為受約束的最短路徑問題,并采用狄克斯特拉算法得到可以進(jìn)行地形回避和威脅回避的粗略優(yōu)化路徑,然后利用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法對粗略優(yōu)化路徑進(jìn)行優(yōu)化,得到優(yōu)化航跡.開發(fā)了航跡規(guī)化軟件系統(tǒng),系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定.對于實(shí)時(shí)航跡規(guī)化問題,該文采用了動(dòng)態(tài)路徑算法和適應(yīng)角地形跟隨算法生成三維參考飛行航跡,當(dāng)直升機(jī)沿該航跡飛行時(shí),充分利用地形作掩護(hù),同時(shí)兼顧了直升機(jī)機(jī)動(dòng)

3、能力的限制,使得飛機(jī)的任務(wù)生存能力得到了提高.鑒于直升機(jī)模型具有強(qiáng)耦合、不穩(wěn)定、強(qiáng)非線性的特點(diǎn),該文建立了直升機(jī)非線性運(yùn)動(dòng)方程,并對自由飛機(jī)的開環(huán)特性進(jìn)行了研究,分析了運(yùn)動(dòng)耦合和操縱耦合對直升機(jī)各狀態(tài)的影響,揭露了直升機(jī)各通道之間的耦合原因,為下面的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一定的物理概念.該文對直升機(jī)姿態(tài)角通道和總距通道分別進(jìn)行設(shè)計(jì).在姿態(tài)角通道的設(shè)計(jì)中,采用了動(dòng)態(tài)逆思想,按照時(shí)標(biāo)分離的原則將直升機(jī)飛控系統(tǒng)劃分為快慢回路,并采用動(dòng)態(tài)逆方法對飛

4、行控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真,仿真結(jié)果表明動(dòng)態(tài)逆在通道解耦方面非常有效.該文還對動(dòng)態(tài)逆的魯棒性進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證.針對模型不精確引起的動(dòng)態(tài)逆控制器的逆誤差,該文采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)的在線進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償.通過基于李亞普諾夫穩(wěn)定的BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究,對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制律進(jìn)行詳細(xì)的分析和討論,設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器.對設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行仿真,表明該控制器能夠很好的補(bǔ)償動(dòng)態(tài)逆產(chǎn)生的誤差.該文最后設(shè)計(jì)了基于小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CMAC)和PID并行控制的