导弹三维制导控制一体化设计

针对导弹的三维制导控制一体化设计问题,给出了基于微分几何和特征结构配置的一体化设计方法,以保证导弹能够垂直命中目标.综合考虑制导回路与控制回路之间的耦合关系、纵向通道与侧向通道之间的耦合关系,给出了导弹的三维制导控制一体化模型,使用微分几何方法对一体化模型进行了反馈线性化,基于特征结构配置方法根据期望性能设计三维制导控制系统的结构.仿真结果表明,针对不同的仿真算例脱靶量都小于0.5 m,同时弹道倾角都大于83.5°、弹道偏角都小于5.5°,说明该方法满足制导控制精确度要求,而且在命中目标的同时能够满足对攻击角的约束.     

单轴稳定平台的自抗扰控制器设计

制导火箭弹中，常采用永磁同步电动机（PMSM）直驱稳定平台的控制方式实现稳定平台的解旋控制。自抗扰控制器（ADRC）算法中的扩张状态观测器（ESO）不依赖于控制系统的精确模型，能够实时估计载体转速和一些不确定的扰动。依据自抗扰控制技术，设计了单轴稳定平台的ADRC，对控制器优化处理，并进行了Matlab仿真以及实验验证。结果表明，该系统具有较强抗干扰能力及较高的控制品质。     

带末端攻击角度约束的三维一体化制导控制律

针对某些导弹要求限制末端攻击角度的作战要求,基于滑模控制控制方法,提出一种带末端攻击角度约束的三维一体化制导控制律.建立导弹在俯仰平面和偏航平面内控制一体化模型,然后对所建立的数学模型进行非线性坐标变换,变换成适于应用非线性控制方法设计的标准型.通过滑模控制方法,设计了能使导弹能以期望攻击角度命中目标的三维一体化制导控制律.为验证所提出一体化设计方案的有效性,进行仿真实验.仿真结果证明所提出的一体化制导控制律能导引导弹以期望攻击角度命中目标的同时,使得导弹自身的状态保持稳定.     

基于速度-加速度测量的炮弹弹道辨识方法

为提高现代炮兵的精确化打击能力,世界各主要军事强国都在研究提高炮兵精确打击能力的方法.弹道辨识技术的提出为提高现代炮兵的精确打击能力提供重要的途径.本文在分析了目前国内已提出的弹道辨识方法的优缺点的基础上,提出一种弹道辨识方法--基于速度-加速度的炮弹弹道辨识方法,并针对该方法设计出解算弹道参数的计算公式.本文对此方法进行了仿真分析,验证了该方法的可行性.     

基于磁传感器的高速旋转弹姿态算法研究

针对高转速制导弹丸进行弹道修正时,不能获取载体的实时信息的问题。采用由三轴磁阻传感器和IMU作为主要测试元件的系统,研究了基于磁传感器相应的姿态解算方法,仿真结果表明：该系统可以实现高速旋转下的姿态解算,有效的抑制误差的积累,满足旋转弹的精度要求。     

基于DS/AHP和灰云聚类的制导仿真系统可信度评估方法

针对复杂制导仿真系统可信度量化的主观性和不确定性,给出了基于证据理论和灰云聚类的仿真可信度评估模型.首先以群组层次分析法获得多位专家的意见,并对不一致意见进行证据理论融合,得到具有更高可信度的指标权重;然后采用灰云聚类的方法,以灰云模型作为白化权函数,对定性评价进行量化处理,最后通过计算灰色聚类系数完成对仿真系统的可信度评估.应用此模型对制导半实物仿真系统进行评价,结果符合客观实际,表明该模型具备可行性和实用性,为仿真可信度评估和综合评价问题提供了一种新的有效途径.     

惯性稳定平台位置伺服的模糊控制仿真研究

针对制导火箭弹惯性稳定平台位置伺服控制系统非线性、强耦合、外部干扰不确定以及系统参数摄动,传统PID控制无法满足该平台高精度位置控制的问题,提出模糊控制算法的策略,建立弹载惯性稳定平台模型,分析位置模糊控制器的原理,设计以位置偏差与其变化率为输入的惯性稳定平台位置控制器。所提控制算法应用于永磁同步电机驱动的惯性稳定平台系统,通过建模仿真表明,平台位置响应时间仅为25 ms、响应稳定且几乎无超调以及位置跟踪性能好,控制效果优于传统PID控制器,为弹载惯性稳定平台高精度位置伺服控制器的设计提供了参考。     

航空制导炸弹复合制导控制律优化设计

本文建立了航空制导炸弹纵向通道的数学模型,提出了一种分段复合制导控制律,并给出了各段的控制方程。鉴于分段复合制导控制的分段点不易寻找,以及控制律中的参数的不确定性,运用单纯形寻优算法对分段点和参数进行寻优,实现对航弹的自适应控制要求。仿真结果表明,所设计的分段制导方案能够满足弹丸着靶的大落角、小攻角、最低落速及CEP精...     

拦截机动目标的自适应模糊末制导律设计

为提高拦截大机动目标的制导性能,将模糊控制与变结构控制理论相结合,设计了一种模糊末制导律.将目标的机动加速度视为外界干扰,将制导系统的模糊控制规则多个输入变量转化为滑动曲面一个变量,并根据Lyapunov函数分析自适应模糊制导律参数的自适应律,保证了导弹与目标的视线角速率在较小的数值范围,提高制导系统的鲁棒性.仿真结果表明,在相同攻击时间内,对比于比例导引和一般模糊制导律,提出的自适应模糊末制导律减小了脱靶量和拦截时间.     

一种高带宽四舵翼电动舵机的可行性研究

针对普通电动舵机在高速飞行的常规弹药上无法有效实现飞行姿态控制问题,根据简易制导弹药自主修正对电动舵机的性能要求,从舵机系统的结构、硬件和软件设计等方面综合考虑提高系统的带宽,设计基于CAN总线通信和DSP控制的无刷直流电机四舵翼舵机系统,建立舵机系统二自由度数学模型,设计带前馈的模糊自整定PID串级控制器,并通过建模仿真和原理样机的弹簧钢悬臂梁加载实验进行验证。仿真和实验结果表明,该电动舵机系统在最大舵偏角20°时,带宽达到10 Hz,且舵机系统的位置指令跟踪和力矩干扰抑制能力较强,具备在常规弹药弹道修正中应用的可能性。     

基于单参数多轨迹理论校正发电机参数

为解决发电机的参数校正问题,提出了基于单参数多轨迹理论的校正方法。首先,在混合动态仿真模型的基础上,采用轨迹灵敏度理论确定发电机各参数对其功角曲线的影响程度,并对其进行排序。其次,对排序的参数进行参数逐一摄动分析;依据单参数摄动后得到的轨迹族曲线特征值的变化规律,对发电机进行该参数的校正,校正完一个参数后,再校正下一个参数。该方法的有效性由IEEE3机9节点仿真算例得以验证。     

基于WAMS和曲线相似的同调机群识别方法*

提出了一种基于曲线相似的电力系统同调机群辨识新方法。首先获取WAMS实时监测得到的功角轨迹曲线作为基础数据,根据离散曲线相似性的定义,将各发电机的轨迹曲线分段,借助遗传算法确定分段轨迹之间的最优相似距离,保存了轨迹段的局部特性。然后整合各段相似距离得到各发电机之间的整体相似度并以此作为聚类指标,再利用层次聚类法实现多机系统同调机组分群。该方法简单可行,不受系统模型参数和故障类型的限制。最后对IEEE39节点系统进行分析计算,该仿真实验佐证了所提算法的有效性。     

电力系统机电暂态仿真多机控制系统诊断分析

为了提高电力系统机电暂态控制能力,提出了以主导轨迹断面阻尼比灵敏度条件来分析仿真关键参数的方案,从而将轨迹特征根处理思想引入工程分析中。系统通过二个典型模式发生振荡,仿真测试后以Prony方法处理发电机的功角曲线生成振荡变化的特征量组,判断模式二属于主导仿真模式。通过时段主导模式得到的轨迹断面阻尼比灵敏度更高。在相同的模式下,当参与因子提高后,机组控制系统可以形成更高的轨迹断面阻尼比灵敏度。对于复杂多机系统,可以利用轨迹断面阻尼比灵敏度来诊断控制系统的各项参数,从而更高效地处理复杂振荡模式并降低计算量。经过3.5 s仿真后,考虑到Dy比规定门槛值更大,机组励磁控制系统具有增幅振荡的特性。当T_A上升后能够达到更高的稳定性,参数T_A提高形成了更平稳的励磁电流与功角曲线。     

基于模糊PID迭代学习的隧道通风控制算法研究

针对隧道施工中通风系统的时变性、不确定性和难以建模的问题,提出一种控制算法,实现隧道通风的智能化.首先,利用迭代学习算法来对模糊PID控制的3个参数kp、ki、kd进行自动寻优,实现对模糊PID参数的在线调整.其次,把寻优后的PID控制器的3个参数代入系统中,通过改变输入量和利用计算机强大的存储能力,使输出量不断逼近期望轨迹直到与期望轨迹重合.最后,通过仿真,与模糊PID仿真曲线进行比较.结果表明,模糊PID迭代学习算法的控制曲线收敛速度快,超调量小,控制性能好,能够满足隧道通风的要求,能够应用于隧道通风中,实现智能化.     

电力系统外网动态等值方法研究

面向大型互联电网暂态稳定计算,提高外网动态等值的准确性,建立了一种基于轨迹灵敏度方法在常规EPRIE’等值边界注入修正功率的混合等值模型.分析过程中根据已知同调发电机群划分的外网进行EPRI E＇等值,以等值模型边界节点电压与原型系统实测值误差最小为控制目标,采用电压轨迹灵敏度方法求取边界功率补偿量,得到在EPRI E＇等值边界实时注入修正功率,实现等值与实测间的误差最小化.PSCAD/EMTDC仿真下,基于新英格兰测试系统建立了混合外网等值模型,并在内网节点设置三相短路故障,仿真结果表明,使用改进的EPRI E’混合等值模型,内网发电机功角与电压波动响应曲线精确度都有明显提高.     

基于WAMS的电力系统受扰轨迹预测

基于相量测量单元（PMU）上传的实时功角数据，应用曲线拟合理论，提出了一种电力系统事故后功角轨迹快速预测的新方法。该方法从一个简单电力系统调速控制模型出发，推导出了功角与时间关系的数学模型，即功角随时间呈正弦衰减变化。由此提出了利用三角函数曲线拟合技术，对功角受扰轨迹进行预测。对IEEE 9节点系统与华北电网进行了仿真计算，结果验证了该方法的有效性。此外，与多项式曲线拟合法的对比分析表明，该方法优于传统的多项式曲线拟合法，具有更好的预测效果。     

基于多轨迹特征提取的参数校正策略研究

电力系统动态数值仿真是电力系统动态安全分析和控制的基本工具。数值仿真轨迹与广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)测量轨迹不一致,其误差主要表现在仿真轨迹所体现的动态特征与实测轨迹所体现的动态特征不同,使仿真结果难以描述实际系统的动态行为。为此,基于实测轨迹寻找有效的动态特征,并通过分析模型参数变化对轨迹的影响确定仿真误差源,使轨迹的误差直接映射到参数上,实现对模型参数的校正,提高数值仿真的可信度。     

基于最优阻尼比虚拟同步发电机的优化控制策略

针对微电网中可再生能源渗透率越来越高,微电网惯性和阻尼不足等问题越来越突出,随即一种新的控制方式即虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术被提出。区别于传统同步电机,虚拟同步发电机可以实时的控制电机参数获得系统稳定。文章从传统同步发电机有功控制环出发,结合功角特性曲线和频率振荡曲线分析惯性参数和阻尼系数对系统稳定性的影响。在现有控制方式的基础上提出一种基于最优阻尼比的惯性参数和阻尼系数共同自适应的控制策略。最后在Matlab/Simlink中通过离网和并网仿真分析验证所提策略的正确性和有效性,结果证明能够有效抑制系统的系统波动并具有很好的动态性能。     

旋转导向钻井导向力测试标定系统设计

油田水平井和大斜度井的开发离不开旋转导向钻井技术的支持.旋转导向钻井工具导向力控制的精确与否决定了实钻轨迹是否沿着设计轨迹钻进.为了获取更加精确稳定的导向力,针对液压执行机构阻尼原件的不确定性和差异性,设计了一套导向力测试标定系统,该系统可同时测量3路液压推力,可降低3个推靠力之间的耦合影响,提高测量精度,并开发上位机软件,该软件具备实时推力曲线显示、数据自动处理、标定参数自动生成、测试报告自动保存等功能,大大提高工作效率,确保钻井轨迹控制的精确性,防止钻井事故发生.     

基于2阶轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

针对现有基于轨迹灵敏度技术的暂态稳定约束潮流计算中存在的问题,计算出发电机转角对控制变量的2阶轨迹灵敏度,并利用1阶和2阶轨迹灵敏度更精确地描述发电机转角与所有发电机有功和无功出力之间的2阶泰勒展开表达式。此外,根据时域仿真,将多机系统等值为单机无穷大母线系统,并根据等值系统的临界功角轨迹建立严格的暂态稳定判据。据此可建立更为合理的暂态稳定约束最优潮流模型。新英格兰10机39节点和英国20机100节点系统的仿真结果验证了该方法的准确性和有效性。