静不稳定BTT导弹自动驾驶仪设计

以工程应用为背景，根据实际需要，采用古典控制理论与方法，设计了ＢＴＴＮ地弹自动驾驶仪。首先，在解决俯仰，偏航通道的静不稳定问题的前提下，根据所给出的ＢＴＴ导弹简化数学模型，在不考虑耦合作用的情况下，单独设计俯仰，偏航及滚转三个通道；而后，通过引入协调补偿项来近似抵消座仰，偏航通道间的耦合作用。     

大机动下鱼雷滚动控制规律设计

鱼雷在大机动时滚动通道会出现严重的动力学耦合,为了减小耦合对滚动的影响,设计了大机动情况下滚动通道模型参考自适应变结构控制规律,利用变结构控制抗干扰能力强的特点将耦合作为干扰处理,同时采用模型参考自适应控制使得系统获得良好的动态特性。仿真结果表明,该控制规律可以有效解决大机动时滚动通道的耦合问题,从而避免古典控制方法导致的控制精度下降的缺陷。     

BTT导弹耦合通道控制系统的变结构解耦设计

倾斜转弯(BTT)导弹等飞行器由于气动外形不对称,以及存在较大的滚动速率,其各个通道之间存在强烈的耦合,自动驾驶仪的设计不能再采用传统三通道独立设计.文中设计了一种变结构控制的三通道独立设计的飞行器控制系统,保留三通道间的耦合因素,作为扰动,使得多变量对象成为带扰动的单变量对象,再分别设计理想滑动模态,设计各个通道的控制量.仿真结果表明这种针对耦合通道的三通道独立设计的控制方法,达到了解耦控制的目的,体现了变结构控制对扰动的鲁棒性.     

飞行/推进综合控制的自抗扰控制器设计

为解决飞行/推进综合控制的多变量耦合控制问题,提出了采用自抗扰控制技术的方法。分别对速度控制回路和高度控制回路进行自抗扰控制器设计,将回路间的耦合作为扰动进行估计并抑制。速度控制回路使用二阶线性扩张状态观测器。高度控制回路采用俯仰角和高度内外回路控制,分别使用三阶线性扩张状态观测器。采用带宽来确定状态观测器的参数。仿真结果表明设计的控制器消除了高度和速度通道之间的耦合,具有一定的抗噪声干扰能力。     

基于前置反馈补偿的火箭靶弹解耦方法

针对基于插值法计算的解耦方法的反馈增益精度不高,以及采用非线性解耦算法需要的模型精度高,计算量大的问题,提出了基于前置反馈补偿的火箭靶弹解耦方法。该解耦方法在靶弹运动学和控制频域模型基础上,将开环传递函数矩阵分解为运动学耦合和控制耦合,通过引入一个预补偿器,使得运动和控制耦合的传递函数矩阵是对角占优的,便可以将补偿后的俯仰、偏航通道进行单独设计,进而实现靶弹姿态和过载解耦控制系统的设计。仿真结果表明,采用前置反馈补偿解耦方法有效解决了旋转靶弹俯仰和偏航通道之间的耦合效应,并且具有解耦器结构简单,动态响应性能好等优点。     

自适应解耦控制方法的研究

设计了一种改进的自适应解耦控制方法，即采用修正的RLS算法辨识系统线性部分的模型，用神经网络来逼近通道间的耦合、非线性及未建模动态项，进而增强了自适应控制的精度和鲁棒性。该方法能解决不确定性系统的多变量耦合问题。最后，给出了该算法的实现步骤及仿真结果，表明该方法是可行的。     

基于专家PID的滚转导弹控制系统

针对滚转导弹俯仰和偏航通道较强的气动不确定性和运动耦合,设计了一种专家PID控制系统。建立了滚转导弹的动力学模型,并采用十字舵来控制俯仰和偏航通道,利用专家PID控制方法设计该导弹的控制系统,并在Matlab中对控制系统进行仿真。仿真结果表明:该控制器能满足良好的性能要求,具有较强的鲁棒性和自适应性,能有效应对俯仰和偏航通道产生较强气动和运动耦合。     

基于专家PID 的滚转导弹控制系统

摘要：针对滚转导弹俯仰和偏航通道较强的气动不确定性和运动耦合,设计了一种专家PID 控制系统。建立了 滚转导弹的动力学模型,并采用十字舵来控制俯仰和偏航通道,利用专家PID 控制方法设计该导弹的控制系统,并 在Matlab 中对控制系统进行仿真。仿真结果表明：该控制器能满足良好的性能要求,具有较强的鲁棒性和自适应性, 能有效应对俯仰和偏航通道产生较强气动和运动耦合。     

神经网络智能降阶解耦在简易制导炸弹中的应用

介绍了不变性解耦原理,分析了简易制导炸弹的耦合情况,提出了一种基于神经网络的智能降阶解耦方法.仿真结果表明该方法能使偏航通道与滚转通道之间的解耦补偿作用明显,且能在线解耦,简便易行,利于工程实现.     

跨大气层飞行器气动伺服弹性稳定性分析方法研究

跨大气层飞行器通常采用翼身组合体外形,机体结构柔性大,飞行控制系统通道之间交联耦合且通频带宽、再入扰动因素复杂、气动加热严重,上述因素可能导致气动伺服弹性或热气动伺服弹性问题。考虑外界干扰不确定性、飞行器模型摄动和控制通道耦合等因素,跨大气层飞行器需进行多通道交联耦合气动伺服弹性鲁棒稳定性分析。通过弹性飞行器动力学建模、非定常气动力拟合、伺服系统和飞行控制系统建模,建立了气动伺服弹性系统的闭环模型。在此基础上对Nyquist方法、最小奇异值法以及结构奇异值μ方法等气动伺服弹性稳定性分析方法进行了分析与讨论,得出相关结论。     

基于最优二次型理论的滚转导弹三回路驾驶仪设计与研究

建立了存在交叉耦合的滚转导弹动力学模型,并将通道耦合效应视为外界干扰,利用最优二次型(LQR)控制理论,提出了一种三回路驾驶仪的单输入多输出(SIMO)设计方法。分析了三回 路驾驶仪的基本特点,并研究了权系数矩阵与驾驶仪性能指标之间的关系,可辅助设计者更合理地选择权系数矩阵。将考虑耦合的动力学模型视为多输入多输出(MIMO)系统,对滚转导弹控制系统进行了设计。设计结果表明：对于存在状态耦合的滚转导弹而言,以SIMO设计的三回路驾驶仪可以很好地抑制耦合的影响,与MIMO设计得到的控制律差异很小。通过对滚转导弹耦合系统的非线性数学仿真,验证了以上结论的正确性。     

多星发射上面级的姿态解耦控制方法研究

为解决多星发射上面级分离卫星后质量不对称性造成的姿态控制通道间的交连耦合,提出了非线性解耦控制和轨控发动机预摆控制两种控制方案,并对两种方案进行了数学仿真.通过仿真证明两种方案的正确性和鲁棒性,同时通过对仿真结果的分析得到了具有一定工程意义的结论.     

考虑建模误差的拦截弹制导控制一体化设计

针对拦截弹末段的制导控制问题,改善已有建模结果,采用智能控制方法设计一体化控制律。考虑近似线性化和忽略耦合因素引起的建模误差,采用模型误差补偿改进拦截弹动力学模型;结合弹目相对运动非线性模型,建立面向拦截弹末段的制导控制一体化(IGC)模型。对此非匹配型非线性系统,利用自适应动态面控制方法进行控制器设计,不仅消除系统非匹配不确定性对系统性能的影响,同时避免了传统反演法的微分膨胀问题,得到控制目标与执行机构指令之间的直接关系。通过与忽略建模误差的IGC 拦截仿真比较,实验结果表明本文IGC 控制效果的优越性。     

空空导弹自动驾驶仪BTT控制算法发展综述

针对空空导弹自动驾驶仪的BTT控制中必须面对的各通道交叉耦合,以及未知扰动和未建模动态等问题,分析比较了近二十年来国内外在空空导弹BTT控制领域各种控制算法的优缺点,分析了满足机动性和鲁棒性要求,并适应大范围空域内参数摄动的BTT控制算法的应用方向与局限性,为新一代大攻角空空导弹的自动驾驶仪设计研究提供参考。     

某型导弹两通道间交叉耦合的解耦控制

对于具有两套相同侧向自动驾驶仪的导弹，两个控制通道之间存在交叉耦合。文中分别利用串联补偿器和前馈补偿器进行解耦．其结果对导弹控制系统的分析与设计具有参考价值。     

基于重构容错的智能水下机器人定深运动控制

为保证智能水下机器人（AUV）在部分运动执行器出现故障的情况下,仍可在一定深度下顺利完成相应任务,提出一种定深容错运动控制策略。该控制策略针对某型智能水下机器人垂向推进器的故障,从实用角度出发,基于重构容错控制思想,同时结合自抗扰控制（ADRC）方法进行具体的控制器设计和实现。该控制策略中包括两种定深控制器设计,分别为垂推正常工况下和垂推故障情况下的定深控制,试图依靠相关故障信息,通过重构替换实现容错控制。在仿真实验中,该控制策略于不同环境干扰下进行了相应测试,并与结合PID方法的定深控制器进行了比较。结果表明,基于重构容错控制思想,并结合自抗扰控制方法的定深容错控制策略不仅有效,同时具有更好的抑制干扰作用,从而可以为机器人提供更优的控制效果。     

光电二级稳定系统控制通道融合技术

目前在某些产品中采用的瞄准线粗精组合二级稳定方法 ,是将两个稳定平台重复叠加 ,其控制通道互不相关。这种简单的叠加 ,势必增加系统的成本、体积与重量。本文提出一种控制通道相互融合的二级稳定新方案 ,使粗精通道形成多回路复合控制。通过仿真比较 ,新方案无论在成本、体积、性能和精度上 ,都优于现有控制通道独立方案。新方案的可行性已通过原理样机得到验证     

某武器系统火炮失控与电磁兼容

强烈的电磁干扰是火炮火控系统产生失控的主要原因之一。形成电磁干扰的3个条件是：有强烈的干扰源；有敏感的接收单元；存在于扰源到敏感接收单元的耦合通道。解决方案是：在武器控制组合内部的总线加上拉电阻；更换性能兼容且抗干扰能力强的总线芯片；将武器控制组合的电源加装LC以净化电路；在控制组合和功放之间加装I／O口滤波板。经过试验验证，该方案极大地提高了火炮火控系统的可靠性，使系统安全性得到了充分的保证。     

倾斜转弯导弹的分散自适应滑模解耦控制方案

针对倾斜转弯(BTT)导弹大迎角飞行状态下,3通道间较强的运动、气动、惯性耦合,提出了一种BTT导弹分散自适应滑模解耦控制方法。根据分散控制思想,将BTT导弹控制系统表示为由3个关联子系统组成的大系统。为每个子系统设计仅依赖局部测量信息的模型参考自适应滑模控制器。考虑到通道间关联的影响,设计协调回路并调整局部分散控制器的参数,保证大系统的全局渐近稳定同时实现解耦控制。自适应滑模控制器对建模不确定性、大迎角下的气动参数变化具有更强的适应性和鲁棒性。仿真结果表明,系统对机动指令的跟踪效果良好,满足BTT控制的要求。