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舰载机着舰纵向时变风险权值矩阵预测控制
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工程大学自动化学院,黑龙江哈尔滨150001, [2]哈尔滨工程大学科学技术研究院,黑龙江哈尔滨150001, [3]中国航空工业无线电电子研究所,上海200241
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51409053,61603110);国家国际科技合作专项项目(2013DFR10030);中央高校基本科研业务专项资金项目(HELCF160409).
中文摘要:

为实现舰载机纵向自动着舰,提出时变风险权值矩阵的预测控制方法来构建舰载机纵向自动着舰引导律。首先,建立基于偏差形式的舰载机纵向着舰非线性模型,根据航母实时运动状态动态求解飞机着舰过程平衡点,并获得线性模型的动态系统矩阵;其次,提出纵向着舰高维风险建模理论,并通过BP神经网络训练样本数据建立风险模型,根据高维风险模型构建预测控制的时变权值矩阵,给出并证明求解最优控制量的若干定理,推导出相应线性矩阵不等式,并设计状态观测器来观测当前无法直接测量的着舰状态。最后,在半物理仿真平台上验证建立的着舰引导律,通过仿真曲线证明了算法的可行性和有效性。

英文摘要:

m In this paper, we propose a model predictive control ( MPC) with a time-varying risk weight matrix to achieve an automatic longitudinal landing of a carrier-based aircraft and to establish a guidance law for its longitudi-nal automatic landing. First, a nonlinear model of the longitudinal aircraft landing is established on the basis of deviations. A balance point of the aircraft is solved in the landing process according to the real-time motion states of a carrier to obtain the dynamic system matrix of a linear model. Second, a type of longitudinal landing, high-dimensional risk modelling theory is proposed. A risk model is also built by training sample data of a back propagation neural network. The time-varying matrix of the MPC is constructed using the high-dimensional risk model. Several theorems and corresponding linear matrix inequalities are listed and proved to solve the optimal control inputs. Furthermore, a state observer is designed to predict the current landing states that are unmeasured in the actual situation. Third, the automatic landing guidance law is verified on a semiphysical simulation platform. The feasibility and effectiveness of the algorithm are demonstrated by a simulative curve.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:11823