带落角约束的导弹制导与控制一体化设计

对带有落角约束的导弹制导与控制一体化设计进行了研究。首先建立了俯仰通道的制导与控制一体化模型,利用自适应RBF神经网络对干扰进行在线估计,运用反演递推方法和滑模控制的方法设计了控制器,并且分析了闭环系统的稳定性。数字仿真表明所设计的控制器满足导弹打击精度和落角限制要求。     

带落角约束的圆弧末导引律一体化设计

针对某些导弹具有末端落角的作战要求,设计了一种带落角约束的圆弧一体化导引律。首先在二维平面内对圆弧轨迹进行几何分析,得出了任意两点之间都存在给定落角的唯一圆弧轨线。据此推导出圆弧导引的状态方程。然后在小攻角假设的前提下,将导弹在俯仰平面内的运动学模型线性化,并建立俯仰平面内的导弹制导控制的一体化模型。最后将其化为了具有一般形式的含不确定量的级联系统,采用自适应滑模反演的设计方法保证了系统状态的稳定性。仿真结果表明,带落角约束的一体化圆弧末导引律不仅满足高精度的制导要求,同时也能够满足对末端落角的控制要求。     

考虑导弹速度变化的攻击时间和攻击角度控制滑模制导律

为了解决导弹速度变化时对攻击时间和攻击角度的控制问题,提出了一种基于成型理论和非奇异终端滑模理论的攻击时间和攻击角度控制制导律,并证明了该制导律的Lyapunov稳定性。以弹目相对运动关系为基础,将导弹速度变化的制导律问题转化为导弹速度恒定的制导律问题。利用成型理论构造视线角多项式,通过数值方法计算其系数,得到了满足攻击时间和攻击角度约束的理想视线角表达式。基于非奇异终端滑模理论设计了导弹法向加速度,使导弹实际视线角按照理想视线角变化,实现了攻击时间和攻击角度控制。不同条件下的数值仿真结果验证了所设计制导律的有效性。     

多约束条件下反演滑模制导律设计

为了实现最佳毁伤效应,导弹一般同时要求具有较高的制导精度和与战斗部相匹配的落角.基于导弹末端视线角速度和落角多约束条件,文中结合滑模变结构控制和反演法设计了一种反演滑模制导律.建立了导弹与目标相对运动方程和末端视线角速度及落角多约束下的线性化模型,采用反演滑模设计方法设计了制导律,最后进行了六自由度数字仿真,结果表明该制导律能有效实现期望落角和中靶精度,满足设计要求.     

考虑攻击角约束和输入饱和的制导控制一体化设计

针对攻击角度约束和执行机构因物理约束导致控制输入饱和的问题,提出了一种带攻击角度约束和输入饱和的制导控制一体化设计方法。建立了带攻击角度约束的制导控制一体化三通道独立设计模型,采用扩张状态观测器估计和补偿模型误差和通道间的耦合关系。在此基础上,采用终端滑模控制和反演控制,对制导控制系统进行一体化设计,并引入Nussbaum函数和一个辅助系统处理输入饱和问题。通过导弹六自由度仿真验证了所提制导控制一体化算法的有效性,制导精度和角度约束精度比现有制导控制一体化算法更高,且制导控制效果更好。     

多约束条件下导弹制导控制一体化设计

为增大导弹战斗部毁伤效能,同时保证结构安全和飞行稳定性,基于固定时间稳定性理论和反演滑模控制,提出了一种考虑攻击角度约束、状态约束和控制受限的多约束制导控制一体化设计方法。在纵向平面内构建了带攻击角度约束的制导控制一体化设计模型,将目标机动、系统扰动、建模误差等看作未知有界干扰,采用固定时间收敛的滑模干扰观测器估计和补偿干扰。构建了严格固定时间收敛的非奇异终端滑模面,解决攻击角度约束问题。利用二阶指令滤波器约束系统状态和控制指令,构建一种辅助系统补偿滤波器跟踪误差。利用李雅普诺夫稳定性理论,严格证明了闭环系统的固定时间收敛特性。最后,通过对比仿真验证了所提制导控制一体化算法的有效性和优越性。     

带落角约束的有限时间收敛末制导律研究

针对导弹末制导过程中的终端落角约束的问题,基于滑模控制和有限时间控制理论,设计了一种有限时间收敛末制导律。利用终端滑模控制中滑模面上的跟踪误差能够有限时间收敛到0的特点,选取终端滑模面,引入落角约束项,采用有限时间稳定性理论对导引律的有限时间收敛特性进行了证明,并给出了收敛时间的数学表达式。将该末制导律与其他2种带落角约束的导引律进行了对比仿真。结果表明,利用该制导律,制导武器能以更高的命中精度和更小的落角偏差命中目标。     

带落角约束的空地导弹模糊滑模末制导律研究

为提高空地导弹的制导性能,满足空地导弹对落角约束的要求,获得最佳的打击效果,以经解耦的空地导弹-目标相对运动学模型为基础,应用滑模变结构控制理论推导出了带落角约束的空地导弹滑模末制导律,并用饱和函数取代滑模末制导律中的符号函数,削弱滑模末制导律的抖振。其次,应用模糊控制理论对滑模趋近律系数进行模糊自适应调节,设计出带落角约束的空地导弹模糊滑模末制导律。最后,应用Matlab对该模糊滑模末制导律的制导性能进行数字仿真验证。仿真结果表明,所设计的模糊滑模末制导律能够导引导弹以期望的落角命中目标,具有一定的应用价值。     

机动目标拦截含攻击角约束的新型滑模制导律

针对导弹带有攻击角约束的机动目标拦截问题,结合积分滑模和全局滑模控制方法的优点,设计了一种全新的导弹滑模制导律（SMGL）。在纵向平面内建立考虑攻击角约束的弹目相对运动方程。采用一种新的非线性饱和函数来构造积分滑模面中的积分项,提出了一种新型的非线性全局积分滑模控制方法,解决了传统积分滑模控制中系统暂态性能恶化的问题,降低了系统的稳态误差,保证导弹在有限时间内以更理想的攻击角命中目标,同时使导弹在整个拦截过程中具有很强的鲁棒性。采用动态面控制方法设计了考虑攻击角约束和自动驾驶仪动态特性的导弹全局非线性积分SMGL,基于Lyapunov稳定性准则证明了闭环系统所有状态最终一致有界。与传统线性积分SMGL和偏置比例导引律进行仿真对比,仿真结果验证了全局非线性积分SMGL的有效性和优越性。     

基于ESO的拦截机动目标带攻击角度约束制导律

为满足攻击角度约束的要求,设计了一种考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性的制导律。建立了考虑驾驶仪二阶动态特性的带攻击角度约束项的制导系统模型,采用二阶滑模超螺旋算法对扩张状态观测器进行改进,提出了一种超螺旋扩张状态观测器,对未知目标加速度进行估计,选取一种带攻击角度约束的非奇异快速终端滑模面,结合动态面控制,提出了一种新型制导律。该制导律能使系统状态全局有限时间收敛,补偿驾驶仪动态特性。对比仿真结果表明,所提观测器估计精度高,所提制导律能够实现视线角速率和攻击角度有限时间收敛,且具有更好的制导性能。     

倾斜控制系统的FUZZY控制

该控制方案舍去传统的校正环节，不用传统的PID控制，而用FUZZY控制设计反坦克导弹倾斜控制系统，给出了FUZZY控制表求取规则和控制表。实验结果表明FUZZY控制效果较传统的PDI控制效果好。     

基于并行控制的交流伺服系统控制

针对一般的大口径火箭炮交流伺服系统调控方法难以达到较好性能的问题,提出一种RBF神经网络-单神经元PID自校正控制方法.针对上述算法自适应能力不强的问题,引入一种并行复合控制策略,以RBF神经网络和单神经元PID做并行控制,通过半实物仿真分别对RBF神经网络PID自校正控制器和并行复合控制器的性能进行试验验证.仿真结果表明:采用并行复合控制的火箭炮伺服系统反应速度更快、稳定性更强、精度更高,能够更好地满足火箭炮交流伺服系统的性能指标要求.     

基于伪控制隔离器的导弹控制方法研究

针对直接力/气动力复合控制导弹的参数严重不确定和多操纵机构的耦合问题,文中利用动态逆控制器适应系统的非线性要求,并用神经网络补偿动态逆控制系统所需要精确模型的不足,考虑到作动器的位置/速率饱和和延时的情况,增加了伪控制隔离器,以解决神经网络由于作动器的各种异常出现适应性困难的问题。最后通过仿真实验证明该算法满足扰动条件下飞行稳定性要求,提高了系统的鲁棒性。     

数字式导弹姿态控制系统的变结构控制

针对数字式导弹姿态控制系统,通过对离散变结构控制的研究,提出了一种姿态控制系统的离散变结构控制方法,设计了变结构控制律。该变结构控制律在实现姿态控制系统鲁棒控制的同时,有效地抑制了传统变结构控制的抖振现象。仿真结果验证了本文方法的有效性。     

再入姿态的自适应逆控制应用研究

文中首先简要介绍了用于系统建模的LMS(最小均方误差)滤波和自适应逆控制原理．然后研究其可在重复使用运载器(RLV．Reusable Launch Vehicle)姿态控制中的应用．并通过仿真验证了在环境参数剧烈变化和系统具有较强不确定性的情况下，自适应逆控制能够对可重复使用运动器进行鲁棒、精确地控制。     

ActiveX控件的开发及其工控界面设计

ctiveX控件的开发及其工控界面设计,采用VC框架和类向导开发,以MFC ActiveX ControlWizardk自动生成空OCX文件,并将设备作成OCX文件.设备控件外观可通过PHOTOSHOP画出或将设备照片作为资源文件载入控件得到.通过控件的事件,方法和属性以实现控件与工控软件内核的沟通.     

遥操作系统的控制结构与控制方法综述

遥操作系统广泛应用于各种人类难以进入的或者危险的环境,是机器人领域内最具挑战性的研究方向之一,但目前缺乏对遥操作系统控制结构和控制方法的系统研究。笔者以确保透明性和稳定性为遥操作系统的主要目标,采用对比的方法介绍了各种控制结构以及控制方法的基本原理,分别指出了各种方法的优点和不足,并提出了遥操作领域内进一步的研究方向,从而实现了对遥操作系统现有控制结构和控制方法的系统分析。     

移动机器人路径跟踪的自适应控制

提出一种结构简单的自适应控制器，控制器是由模糊神经网络和PD控制器并行控制移动机器人路径跟踪。在初始阶段，PD控制器控制路径跟踪并提供控制经验给模糊神经网络学习。在学习信号触发器的管理下，可以在线学习自适应调整模糊神经网络的参数。模糊神经网络控制器既推理产生控制规律，也辩识移动机器人动力学模型，通过BP学习算法实时在线调整自身参数达到路径跟踪自适应控制目的。     

复合控制拦截弹的稳定控制系统数学模型的建立

建立了燃气动力/空气动力复合控制拦截弹的稳定控制系统数学模型.首先,给出了复合控制拦截弹弹体的数学模型,然后提出复合控制拦截弹的稳定控制系统结构,最后推导出复合控制拦截弹的稳定控制系统的传递函数,并从理论上分析了复合控制拦截弹的稳定控制系统时间常数小于仅采用空气动力控制拦截弹的稳定控制系统时间常数.     

一种基于模糊控制的推力变向机构控制仿真

为了适应越来越恶劣的飞机作战环境,在原有的轴对称矢量喷管的数学模型的基础上,提出一种基于模糊控制的推力变向机构的构想.建立AVEN的数学模型,并进行模糊控制设计,通过Matlab的仿真说明该控制器可以有效地追踪输入信号的变化,同时进一步分析比较量化因子Ke、Kde和比例因子Ku对控制结果的影响,在此基础上设计模糊PID控制器,与单纯的PID控制器和模糊控制器进行比较.分析结果表明:该模糊控制器能够较为理想地跟踪输入,较为准确地分析各量化因子对输出结果的影响,为推力变向机构的工程实践提供理论参考.