Full-Envelope Flight Control for Compound Vertical Takeoff and Landing Aircraft
本文提出一种适用于复合VTOL飞行器的全包线非线性几何控制律，无需切换策略，并通过硬件在环仿真和飞行实验验证了其有效性。
2024-05-27 cs.SY eess.SY
Smooth Reference Command Generation and Control for Transition Flight of VTOL Aircraft Using Time-Varying Optimization
针对VTOL飞行器过渡飞行中离线逐点求解ℓ₁范数优化导致参考指令不平滑的问题，提出基于预测-校正内点的时变优化方法，通过求解常微分方程实现实时平滑参考指令生成，并在二维Lift+Cruise模型上验证有效性。
2025-01-01 cs.SY eess.SY
Active Sidestick Control Integration for Enhanced Aircraft Flight Envelope Protection
针对飞机包线、PIO保护及故障预防问题，本文在实时仿真环境中集成ACS与基于增量非线性动态逆的控制律，以兼顾包线保护和飞机敏捷性。
2024-06-11 cs.SY eess.SY
Data-Driven Reduced-Order Aeroelastic Modeling of Highly Flexible Aircraft by Parametric Dynamic Mode Decomposition
本文提出数据驱动参数化动态模态分解方法，构建高柔性飞机线性参数变化降阶模型，能准确捕捉时频域及瞬态气动弹性与飞行动态响应。
2023-07-26 cs.SY eess.SY
Loss of Control Prevention of an Agile Aircraft: Dynamic Command Saturation Approach
针对敏捷飞机极端机动时的失控风险，提出基于增量可达力矩集与Lyapunov动态指令饱和的控制框架，相较传统状态限制器将稳定机动空间扩大至55%。
2024-10-02 cs.SY eess.SY
Coordinated Control of Deformation and Flight for Morphing Aircraft via Meta-Learning and Coupled State-Dependent Riccati Equations
本文提出基于元学习与耦合状态相关黎卡提方程的变形飞行器变形与飞行协调控制方法，通过域对抗不变元学习共享表示并求解微分博弈，仿真验证了有效性。
2025-10-10 cs.SY eess.SY
A Unified Approach for Optimal Cruise Airspeed with Variable Cost Index for Fuel-powered and All-electric Aircraft
本文提出燃油与全电飞机通用的时变CI最优巡航空速方法，通过最优控制求解DOC最小化，并经模拟飞行验证其速度、时间与能耗调整能力。
2024-10-01 cs.SY eess.SY
Modeling, Simulation and Implementation of a Bird-Inspired Morphing Wing Aircraft
我们提出了一种受鸟类启发的变形翼飞机的设计，包括仿生研究、建模、仿真和飞行实验。受鸟类的启发，并由平面连杆驱动，我们提出的飞机有三个关键状态：滑翔，下降和高机动性。建立了该飞行器的气动模型，并对其机理进行了分析，找出了一组优化参数。此外，我们验证了我们的设计计算流体动力学（CFD）模拟的基础上格子玻尔兹曼技术，并确定三个阶段的平面连杆机构的三个状态。最后，我们制作了一个原型，并进行飞行实验，以测试飞机的性能。
2020-07-07 cs.SY eess.SY
Robust MRAC augmentation of flight control laws for center of gravity adaptation
本文研究利用自适应控制律增强方法改进飞行控制系统以应对重心变化，通过鲁棒模型参考自适应控制设计分析其优势与潜在问题。
2016-04-07 cs.SY eess.SY
Analysis and Control of Aircraft Longitudinal Dynamics with Large Flight Envelopes
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）
本文研究了大飞行包线下纵向飞机动力学的统一控制方法，分析了平衡姿态的存在性和唯一性，并提出确保局部和全局唯一性的条件，扩展了矢量推力控制范式。
2017-06-16 cs.SY eess.SY
Unified incremental nonlinear controller for the transition control of a hybrid dual-axis tilting rotor quad-plane
针对过驱动双轴倾转旋翼四平面飞行器的非仿射动力学控制难题，本文提出一种统一增量非线性控制器，结合SQP控制分配、迎角保护与偏航速率参考模型，并通过飞行试验验证了悬停与前飞之间过渡控制的有效性。
2023-11-15 cs.SY eess.SY
Real-time Trajectory Optimization of Impaired Aircraft based on Steady State Manoeuvres
针对受损飞机故障后需实时规避地形且满足受限动力学的轨迹规划问题，提出融合微分平坦、伪谱法、非线性规划与逆动力学的方法，并在方向舵失效的 NASA GTM 上验证近优实时轨迹可保留高达80%的最优性。
2024-08-05 cs.SY eess.SY
A Model Predictive Control Scheme for Flight Scheduling and Energy Management of Electric Aviation Networks
针对电动航空网络的航班调度与能源管理问题，本文提出MPC方案，联合建模调度与能源管理问题并滚动求解，实验证明其可降低10%-37%电网能耗，保障网络高效运行。
2025-11-17 cs.SY eess.SY
Mixed-Integer Linear Programming Model for Collision Avoidance Planning in Commercial Aircraft Formations
针对商用飞机编队避碰研究不足的问题，本文提出一种混合整数线性规划优化模型，生成安全有效的避碰方案，为编队飞行策略制定提供见解，为商用编队飞行实际应用提供理论支持。
2024-11-29 cs.SY eess.SY
Investigating Flight Envelope Variation Predictability of Impaired Aircraft using Least-Squares Regression Analysis
University of Tehran（塔里哈大学）
本文通过线性和非线性最小二乘估计方法，研究了受损飞机飞行包线内Trim点数量及其质心的可预测性，并开发并比较了多种多项式模型和基于双曲正切函数的非线性模型，以预测不同故障程度下的飞行包线变化。
2019-10-21 cs.LG cs.NA cs.SY
Coupled differential-algebraic equations framework for modeling six-degree-of-freedom flight dynamics of asymmetric fixed-wing aircraft
本文提出由35个微分代数方程组成的六自由度固定翼飞机飞行动力学建模框架，支持正逆动力学分析，消除了欧拉角奇异性并放宽了对称性假设，适用于高效准确的仿真。
2024-12-23 cs.SC cs.SY eess.SY
Modelling, design and control of middle-size tilt-rotor quadrotor
本文针对可载1人的中型倾转旋翼VTOL四旋翼飞行器，完成数学建模与三维设计，搭建带多重冗余的半手动半自动飞控和燃气轮机-电机电池混合动力系统，经仿真验证了设计的可控性与可行性，可适配军民应用场景。
2024-12-14 cs.SY eess.SY
Aerobatic Trajectory Generation for a VTOL Fixed-Wing Aircraft Using Differential Flatness
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
提出了一种新的垂直起降尾翼式飞翼飞机特技飞行轨迹生成算法。该算法不同于现有的固定翼轨迹生成方法，因为它考虑了一个现实的六自由度（6DOF）飞行动力学模型，包括空气动力学方程。使用一个全球性的动力学模型，使生成的特技飞行轨迹，利用整个飞行包线，使敏捷机动通过失速制度，侧身不协调的飞行，倒置飞行等的方法使用的微分平坦性的全球尾座飞翼动力学，这是在这项工作中得出的。通过在差分平坦输出空间中执行快照最小化，获得了适合于在线运动规划的计算高效的算法。该算法被证明在广泛的飞行实验，包括六个特技动作，时间最优的无人机赛车轨迹，和一个类似于飞行表演的特技序列三个tailsitter飞机。
2022-07-07 cs.RO cs.SY eess.SY
Autonomous Take-Off and Flight of a Tethered Aircraft for Airborne Wind Energy
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；ABB Switzerland Ltd.（瑞士ABB有限公司）
本文提出了一种实现 tethered aircraft 自主起飞和飞行的控制方法，通过实验验证了其有效性，展示了如何利用地面站控制滑轮和线性运动系统实现起飞和飞行控制。
2017-02-16 cs.SY eess.SY math.OC
From Aircraft Tracking Data to Network Delay Model: A Data-Driven Approach Considering En-Route Congestion
航路拥堵会导致空中交通网络的延误，随着空中交通需求的持续增长，而空域容量无法增长，航路拥堵将变得更加突出。然而，大多数现有的研究航班延误建模没有考虑航路拥挤明确。在这项研究中，我们提出了一个新的航班延误模型，多层空中交通网络延误（MATND）模型，以捕捉航路拥挤对航班延误的影响在空中交通网络。该模型采用数据驱动的方法，以飞机跟踪数据和航班时刻表作为输入来描述国家空中交通网络，以及系统级模型方法，基于延迟理论对延迟过程进行建模。这两种方法相结合，使网络延迟模型的现实和易于实现的假设情景分析的密切代表。MATND模型包括：1）数据驱动的方法，从飞机跟踪数据中学习由机场、航路拥挤点和空中走廊组成的网络; 2）随机动态排队网络模型，通过时空分解方法计算航班延误，并跟踪其在机场和航路拥挤区的传播。使用一个月的历史飞机跟踪数据在中国的空中交通网络，MATND进行了测试，并显示出一个准确的量化的国家空中交通网络的延误。“假设”的情况下进行分析，以展示如何所提出的模型可以用于评估空中交通网络的改进策略，在这样的规模操纵现实是不可能的。结果表明，MATND是计算效率高，非常适合在宏观层面上评估的政策选择对系统范围内的延迟的影响。
2021-07-29 cs.SY eess.SY
Wing Rock Modeling and Control for Flight-Critical Systems
The Boeing Company（波音公司）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文针对三角翼飞机低速高迎角下的翼 Rock 现象，建立含洛伦兹双线性动力学的模型，并开展飞行控制设计权衡研究以缓解该现象。
2026-10-14 cs.SY eess.SY
Kalman Filtering Based Flight Management System Modeling for AAM Aircraft
Machine Learning Research Engineer（机器学习研究员）
本文提出基于卡尔曼滤波的AAM飞行管理系统建模方法，通过动态调整测量信任提高飞行计划验证的准确性。
2026-09-11 cs.RO cs.SY eess.SY
Mode transition control of large-size tiltrotor aircraft
本文针对民用大型倾转旋翼机，提出一种新型概念及数学模型，采用PID控制及次级回路实现过渡模式控制，在MATLAB仿真中14秒内完成过渡且高度变化小于10米，并讨论了假设与推力不连续性问题。
2024-11-11 cs.SY eess.SY
A Stochastic Compound Failure Model for Testing Resilience of Autonomous Fixed-Wing Aircraft I: Formulation and Simulation
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究提出一种基于马尔可夫链的随机复合故障模型，通过PX4自动驾驶仪模块扰动姿态控制输入，仿真验证表明调优的PID控制器在级联复合瞬态故障下仍具备与自适应控制相当的固定翼飞机控制性能。
2023-10-04 cs.RO cs.SY eess.SY
Design of a Smooth Landing Trajectory Tracking System for a Fixed-wing Aircraft
North Carolina Agricultural and Technical State University（北卡罗来纳农业技术州立大学）
针对某型固定翼飞机在着陆阶段的着陆控制问题，设计了一种着陆控制器，以保证飞机平稳地到达着陆点。将着陆问题转化为一个有限时间线性二次跟踪（LQT）问题，飞机需要在满足性能要求和飞行约束的情况下，跟踪期望的垂直-垂直平面着陆路径。首先，我们设计一个平滑的轨迹，满足飞行性能的要求和约束。然后，最优控制器的设计，以最小化跟踪误差，同时在所需的时间范围内降落的飞机。为此，使用了在小航迹角和恒定进场速度的假设下开发的飞机的线性化模型。由此产生的微分Riccati方程使用Dormand Prince算法在时间上向后求解。仿真结果表明，在不同的着陆拉平初始条件下，该方法具有良好的跟踪性能和跟踪误差的有限时间收敛。
2021-07-13 cs.RO cs.SY eess.SY
Experimental Flight Testing of a Fault-Tolerant Adaptive Autopilot for Fixed-Wing Aircraft
University of Michigan（密歇根大学）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩郡分校）
本文提出了一种用于固定翼飞机的自适应自动驾驶仪，并将其性能与固定增益自动驾驶仪进行了比较。自适应自动驾驶仪的构造是通过增加自动驾驶仪的结构与自适应控制的法律，更新使用追溯成本自适应控制。为了研究自适应自动驾驶仪的性能，固定增益自动驾驶仪的默认增益缩放，以降低其性能。这种情况提供了一个场所，以确定自适应自动驾驶仪的能力，以补偿退化的固定增益自动驾驶仪。接下来，自适应自动驾驶仪的性能进行检查故障条件下，通过模拟的情况下，其中一个控制面被假定为被卡在一个未知的角度。自适应自动驾驶仪也在物理飞行实验中退化标称条件下进行测试，并检查由此产生的性能改善。
2022-10-24 cs.RO cs.SY eess.SY
Nonlinear Trajectory-Based Region of Attraction Estimation for Aircraft Dynamics Analysis
目前的飞行控制验证主要基于线性分析和高保真度的非线性仿真。飞行控制非线性分析工具的不断发展大大地加强了验证过程。许多分析工具都依赖于假设的解析飞行动力学，但本文提出了一种方法，只使用仿真数据。首先，本文提出了一种改进的方法，用于估计的吸引区（ROA）的非线性系统由常微分方程（ODE）的基础上，只有轨迹测量。更快、更准确地收敛到真实的ROA结果。这些改进使得所提出的算法在高维和更复杂的系统中是可行的。接下来，这些工具用于分析NASA通用运输模型（GTM）飞机的四状态纵向动力学。一个分段多项式模型的GTM是用来模拟轨迹和开发的分析工具被用来估计的ROA周围的修剪条件下，只基于这个轨迹数据。最后，将所提出的算法推广到多个平衡点系统和一般平衡集（任意平衡点和极限环）系统的ROA估计。
2021-06-16 cs.SY eess.SY
UAS Simulator for Modeling, Analysis and Control in Free Flight and Physical Interaction
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文提出ARCAD仿真器，支持多旋翼、固定翼及VTOL等多种UAS的建模、控制设计与自由飞行及物理交互仿真，以MATLAB实现快速原型与可视化，并已用于实际应用。
2023-04-08 cs.RO cs.SY eess.SY
Collocation-Based Output-Error Method for Aircraft System Identification
输出误差法是根据飞行试验数据进行飞机系统辨识的主要方法。它是广泛应用的选择方法，从用于气动数据库生成的稳定性和控制导数估计到飞行轨迹重建中的传感器偏差估计。然而，输出误差法的显着局限性是，它需要特别修改的应用程序不稳定的系统，它是一个迭代的方法，这是特别敏感的初始猜测。在本文中，我们展示了如何重新制定的估计作为一个配置问题，一个方法在其他学科中常见，但很少用于飞行器系统识别。这两种公式在具有相同的解方面是等效的，但是基于搭配的公式可以在不修改或损失效率的情况下应用于不稳定系统。模拟和真实世界的飞行试验数据的例子也表明，收敛到最佳值，即使穷人的初始猜测。
2019-09-04 cs.SY eess.SY stat.CO
The Reliability of Remotely Piloted Aircraft System Performance under Aeronautical Communication Uncertainties
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究在随机通信条件下，高机动远程飞行器系统任务完成性能的可靠性，通过蒙特卡洛模拟评估通信延迟和信号丢失对系统稳定性的影响，并提出新的可靠性指标communicability。
2026-04-03 cs.SY eess.SY
Impact of Aviation Electrification on Airports: Flight Scheduling and Charging
电气化可以帮助减少航空的碳足迹。从喷气燃料驱动的传统飞机向电池驱动的电动飞机的过渡将对机场提出额外的充电要求。在本文中，我们首先量化了美国（US）几个机场的能源需求的增加，当商业航空公司部分部署混合动力电动飞机（HEA）。然后，我们说明了智能充电和对航班时刻表的微小修改可以大幅降低峰值电力需求，进而降低电网基础设施升级的需求。出于我们的数据分析，然后，我们制定了一个优化问题，结合HEA收费的考虑插槽分配。这个问题共同决定航班时刻表和充电配置文件，以管理机场拥堵和高峰电力需求。我们说明了我们的配方通过一个案例研究的约翰F。肯尼迪国际机场。
2022-05-31 cs.SY eess.SY
Evaluating the Effects of Control Surfaces Failure on the GTM
Aerospace Department, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran（德黑兰大学新科学与技术学院航空系）
本文研究了控制面故障对NASA通用运输模型机动飞行包线的影响，通过分析故障情况下飞行包线的变化，为紧急路径规划和飞机抗毁控制系统开发提供参考。
2019-05-23 cs.SY eess.SY
ATC Taskload Inherent to the Geometry of Stochastic 4-D Trajectory Flows with Flight Technical Errors
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
提出一种量化控制器在流量走廊内维持飞机遵守四维轨迹的概率性任务负荷的方法，通过奥恩斯坦-乌伦贝克运动模型和泊松调度模型推导解析表达式，并利用蒙特卡洛模拟展示任务负荷概率。
2011-02-07 cs.SY eess.SY
Airspeed Forward-Invariance for Unpowered Fixed-Wing Aircraft
Kevin T. Crofton Department of Aerospace and Ocean Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University（凯文·T·克罗夫顿航空航天与海洋工程系，弗吉尼亚理工学院和州立大学）
本文研究无动力固定翼飞行器在稳风条件下的空速保护问题，通过建立风依赖的二次规划框架，确保空速安全包络的前向不变性。
2026-04-22 cs.RO cs.SY eess.SY
Geometric Inverse Flight Dynamics on SO(3) and Application to Tethered Fixed-Wing Aircraft
Robotics and Mechatronics lab, Faculty of Electrical Engineering, Mathematics & Computer Science, University of Twente（代尔夫特理工大学机器人与机电实验室，电气工程、数学与计算机科学学院，代尔夫特理工大学）；Department of Computer, Control and Management Engineering, Sapienza University of Rome（罗马大学计算机、控制与管理工程系，罗马萨皮恩扎大学）
本文提出一种坐标无关的逆飞行动力学方法，用于固定翼飞机在SO(3)上的建模，通过几何定义气动方向，推导轨迹到输入的映射，并应用于 tethered 飞行，揭示了气动协调与重力矢量的解耦。
2026-04-29 cs.RO cs.SY eess.SY
Quality of Service Aware Traffic Management for Aircraft Communications
飞行中的互联网连接对于飞机乘客和飞机系统都是必需的。由于大量的用户和由卫星和直接空对地通信（DA 2GC）组成的高度变化的空对地（A2 G）链路容量，满足飞机内的流所需的服务质量（QoS）水平是具有挑战性的。为了代表服务质量的变化，我们提出了模型所产生的交通流量从飞机和A2 G链路的变化。我们提出了三种不同的转发方案的基础上的优先级，延迟要求和历史的丢弃流度量。转发方案通过选择卫星或直接空中到地面链路来实时调度流，这取决于流的延迟和容量要求，以最大化接受的流的数量，并在丢弃的分组和延迟方面具有所需的QoS保证。此外，本地缓存的效果进行了研究，以充分满足模拟飞行中的流的QoS要求。我们实现的转发程序和缓存在ns-3和测试他们的性能在当前的连接方案的100 Mbps的容量为卫星点和地面基站在一个小时的飞行。我们的研究表明，虽然基于优先级和延迟要求相结合的转发过程中有相对更好的性能比其他计划，这是基于优先级和加权平均的所有指标，在丢包率和延迟，目前的连接设置是不能满足所有的QoS要求。此外，至少0.9的缓存命中率需要满足至少50%的模拟飞行的所有流。
2020-04-01 cs.NI cs.SY eess.SY
Robust nonlinear control of close formation flight
University of Toronto（多伦多大学）
本文研究了在动态飞行操作中，为跟随飞行器在受领航机生成的尾涡影响下实现精确位置控制的问题，提出了一种鲁棒非线性编队控制算法，通过基线控制律和扰动观测器实现精确编队跟踪控制，通过数值模拟验证了设计的有效性。
2019-04-16 cs.MA cs.RO cs.SY
Data-driven Method for Estimating Aircraft Mass from Quick Access Recorder using Aircraft Dynamics and Multilayer Perceptron Neural Network
City University of Hong Kong（香港城市大学）
从安全管理和性能优化的角度来看，准确的飞机质量估计对航空公司至关重要。使飞机超载乘客和行李可能会导致安全危险。相比之下，没有充分利用飞机的有效载荷运载能力会损害其运营效率和航空公司的盈利能力。然而，精确确定每次飞行的飞机质量是不可行的，因为对包括有效载荷在内的每个飞机部件进行称重是不切实际的。现有的飞机质量估算方法依赖于飞机和发动机的性能参数，这些参数通常被认为是专有信息。此外，这些参数的值在不同的操作条件下变化，而其他参数的值可能会受到较大的估计误差。本文提出了一种数据驱动的方法，包括使用快速访问记录器（QAR）-一个数字飞行数据记录器-安装在所有飞机上，以记录初始飞机爬升质量在每次飞行。该方法要求用户使用物理模型从QAR记录的数千个其他参数中选择适当的参数。所选择的数据随后被处理并作为输入提供给多层感知器神经网络，用于建立初始爬升飞机质量预测模型。因此，所提出的方法提供了基于模型和数据驱动的飞机质量估计方法的优点。由于该方法不明确依赖于任何飞机或发动机参数，因此它普遍适用于所有飞机类型。在这项研究中，所提出的方法被应用到一组波音777- 300 ER飞机，其结果表明合理的准确性。航空公司可以使用这个工具来更好地利用飞机的有效载荷。
2020-12-10 cs.LG cs.SY eess.SY
Longitudinal dynamic modelling and control for a quad-tilt rotor UAV
针对四倾转旋翼UAV在悬停与向前飞行模式转换中的控制难题，本文设计了带数字滤波器和数据保持功能的数字PID控制器，并通过MATLAB仿真验证了其在三个自由度上的完全稳定性。
2024-11-12 cs.SY eess.SY
Control of Flight
The Boeing Company（波音公司）
本文介绍大气飞行器（如飞机等）飞行控制的数学基础、前沿技术、挑战与开放问题，重点讨论降阶建模、飞行仿真以及具有闭环稳定性、鲁棒性和性能保证的制导与飞行控制系统的理论与工程实践。
2026-05-30 cs.SY eess.SY
Flight Testing an Optionally Piloted Aircraft: a Case Study on Trust Dynamics in Human-Autonomy Teaming
Ribbit（里比特）；Defence R&D Canada（加拿大国防研究与发展局）；Royal Canadian Air Force（加拿大皇家空军）
本研究针对可选有人驾驶飞机的人类-自主系统组队场景，利用2021-2023年超200小时飞行试验数据，应用三类信任模型揭示自主飞行中的信任动态，为相关研究与设计提供方向。
2025-03-20 cs.AI cs.ET cs.HC
AWEsome: An open-source test platform for airborne wind energy systems
Universität Bonn（波恩大学）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Daidalos Capital
本文介绍了一种低成本、基于开源软件的空载风能系统测试平台AWEsome，可为研究团队和初创企业提供无需大额投资的飞行测试和控制策略验证机会。
2017-04-27 cs.RO cs.SY eess.SY
Modeling and control of an agile tail-sitter aircraft
Monash University（莫纳什大学）；Nankai University（南开大学）
本文提出了一种可作直升机和固定翼飞行的敏捷尾翼式飞行器模型，分析了共轴反向旋转推进器的气动特性，并设计了基于有限时间收敛观测器的控制器以实现模式转换。
2015-07-22 cs.SY eess.SY
Dynamic Routing in Stochastic Urban Air Mobility Networks: A Markov Decision Process Approach
针对城市空中交通网络中的电动飞机路由问题，提出基于马尔可夫决策过程的方法，在考虑电池容量、随机旅行时间和排队延迟下，最小化预期总旅行时间并避免电池耗尽，通过案例验证有效性。
2023-05-11 cs.SY eess.SY
Incremental Control and Guidance of Hybrid Aircraft Applied to a Tailsitter UAV
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；ENAC, MAIAA, University of Toulouse（法国图卢兹大学）
本文提出了一种增量非线性动态逆控制方法，用于混合式飞行器的姿态和位置控制，实现了一个连续的控制器，能够跨飞行包线跟踪飞行器的期望加速度，并在尾旋无人机上进行了多场户外实验验证。
2019-09-25 cs.RO cs.SY eess.SY
Taming the Tilt: A Unified Pilot Control Concept for Transformational eVTOL Aircraft
Institute of Flight Systems, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心飞行系统研究所）；TUM School of Engineering and Design, Technical University of Munich (TUM)（慕尼黑工业大学工程与设计学院）
针对变革型eVTOL飞行器多阶段飞行的控制挑战，提出一种带触觉反馈的统一飞行员控制概念，经仿真验证可减少操纵杆活动且不显著增加任务时长。
2026-08-21 cs.SY eess.SY math.OC
Deep Reinforcement Learning based Control Design for Aircraft Recovery from Loss-of-Control Scenario
Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；Jadavpur University（贾达普大学）
本研究利用深度强化学习设计飞机失控恢复控制，通过PPO算法在高保真模型上训练，实现对角速度的抑制和攻角的稳定，展示了强化学习在飞行控制中的应用潜力。
2026-01-10 cs.SY eess.SY
Automatic Real-time Anomaly Detection for Autonomous Aerial Vehicles
Robotics Institute, Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学机器人研究所）
最近，飞行器的使用增加，引起了人们对自主操作的安全性和可靠性的担忧。越来越需要一种方法来监控这些飞机的状态，并向安全驾驶员或自动驾驶仪报告任何故障和异常，以应对紧急情况。在本文中，我们提出了一个实时的方法，使用递归最小二乘法检测异常的行为的飞机。该方法在线建模相关输入输出对之间的关系，并使用该模型来检测异常。其结果是一种易于部署的异常检测方法，该方法不假设特定的飞机模型，并且可以检测各种自主飞机中的多种类型的故障和异常。对22次以上的飞行试验结果表明，该方法的准确率为88.23%，召回率为88.23%，准确率为86.36%。另一个贡献是为自动驾驶飞机提供了一个新的故障检测开放数据集，其中包含22个固定翼飞行的完整数据和地面实况，其中有8种不同类型的飞行中执行器故障，以帮助未来的飞机故障检测研究。源代码和数据集可以从https://theairlab.org/fault-detection/访问。
2020-11-03 cs.RO cs.SY eess.SY
Nonlinear Incremental Control for Flexible Aircraft Trajectory Tracking and Load Alleviation
提出了一种柔性飞行器同时进行轨迹跟踪和载荷减缓的非线性控制结构。通过利用控制冗余，阵风和机动载荷减轻而不降低刚体指令跟踪性能。所提出的控制结构包含四个级联的控制回路：位置控制，飞行路径控制，姿态控制和最优多目标机翼控制。由于位置运动学不受模型不确定性的影响，非线性动态逆控制应用。相反，飞行轨迹动力学受到模型不确定性和大气扰动的影响，因此采用增量式滑模控制。基于李雅普诺夫的分析表明，该方法可以同时减少传统的滑模控制方法的模型依赖性和最小可能的增益。此外，姿态动力学是严格反馈形式的，因此采用增量反推滑模控制。此外，一个新的负载参考发生器的设计，以区分必要的负载执行机动从过量的负载。载荷参考由内环最优机翼控制器实现，而过量载荷由襟翼自然化而不影响外环跟踪性能。在空间冯卡门湍流场中的轨迹跟踪任务和阵风载荷减缓任务验证了所提出的控制结构的优点。
2021-01-03 cs.SY eess.SY
Power to Air-transportation via Hydrogen
本文提出了一个框架来分析为下一代飞机提供燃料的动力制氢（P2 H）概念。引入新的P2 H负载的影响进行了研究，从不同的方面，即成本，碳排放和弃风。新引入的电力负荷是基于以下想法计算的：用氢燃料飞机取代欧洲最繁忙的国际航线都柏林-伦敦希思罗机场，作为下一代航空旅行系统的高潜力候选者，以应对欧洲航空研究咨询委员会（ACARE）在欧洲飞行路线2050中设定的雄心勃勃的目标。在一个有代表性的爱尔兰传输网络上进行仿真，以证明所提出的解决方案的有效性。
2020-07-24 cs.SY eess.SY
Flight Path Optimization with Optimal Control Method
针对航空领域飞机航迹与控制优化以兼顾飞行时间和燃油消耗的问题，研究采用CFTOC方法，建立含风扰的飞机动力学模型，搭建优化程序并在模拟真实飞行场景下求解，经多场景验证得到简化假设下的最优解。
2024-08-13 cs.SY eess.SY math.OC
Extending Flat Motion Planning to Non-flat Systems. Experiments on Aircraft Models Using Maple
如果忽略一些与空气动力学相关的术语，则飞机模型可能被认为是扁平的。在Maple中的计算实验表明，在某些情况下，适当设计的反馈允许遵循这样的轨迹，当应用于非平坦模型时。然而，有些机动可能很难甚至不可能用这种平面近似来实现。在本文中，我们提出了一个迭代的过程来计算一个更可实现的轨迹，从平坦的参考轨迹。更确切地说，使用在前一步骤中获得的值迭代地重新评估平坦模型中的未知忽略项。该过程可以被解释为使用无限数量的导数的新的轨迹参数化，该属性可以被称为\emph{generalized flatness}。我们说明了这种方法的相关性，在飞行条件下的增加困难，从单发动机飞行，副翼滚转。
2022-05-12 cs.SC cs.SY eess.SY
Unmanned F/A-18 Aircraft Landing Control on Aircraft Carrier in Adverse Conditions
本文针对非线性风干扰下的无人F/A-18航母降落问题，提出基于增广观测器的鲁棒控制系统，结合PD控制调节速度、下降率与垂直位置，仿真表明其比PID控制具有更好的瞬态特性与鲁棒性。
2025-01-31 cs.SY eess.SY
Stability and Performance Analysis for SISO Incremental Flight Control
增量式非线性动态逆（INDI）控制由于保持了NDI的优良性能，同时又具有较强的鲁棒性而受到越来越多的关注。然而，当飞行控制系统的实际元件和真实世界的现象（如致动器动态、传感器噪声、时间延迟等）的影响，INDI控制可能会降低性能，甚至失去稳定性。基于传递函数分析了单输入单输出线性对象增量控制器的稳定性和性能。此外，通过对短周期飞机模型的增量控制器的综合指标的数值评估，验证了理论分析结果。
2020-11-30 cs.SY eess.SY
