基于随机鲁棒优化的导弹姿态控制系统设计

针对多目标优化算法设计的控制系统鲁棒性不强的问题,基于随机鲁棒方法设计了导弹姿态控制系统参数,并进行了对比仿真验证。在确定姿态控制系统结构基础上,根据系统对快速性和稳定性的要求,提出一个包含系统稳定性、时域指标和频域指标项的指标体系。在此基础上,通过对各指标或各指标的不满足概率适当加权,分别为粒子群优化算法和随机鲁棒方法定义适应度函数,并在参数取值区间内对待定控制参数进行寻优,从而实现姿态控制系统参数的优化整定。蒙特卡洛仿真实验表明了随机鲁棒方法用于鲁棒控制系统设计的有效性。     

斜结构奇异值及其在实参数不确定性导弹鲁棒稳定性评估中的应用

针对结构奇异值(?)存在计算量大、下界不易计算等问题,提出基于斜结构奇异值的评估方法。将系统频率看作1个实不确定参数,构建不确定系统的状态空间表达式,将某一频率范围内各频点对应的结构奇异值计算问题转化为单个的斜结构奇异值计算,给出2种算法分别计算斜结构奇异值的上下界,并对实参数不确定性导弹的鲁棒稳定性评估对所提方法的准确性和实用性进行验证。结果表明:该方法是一种高效且准确的鲁棒稳定性评估方法,适用于工程应用。     

直接力／气动力复合控制导弹自动驾驶仪鲁棒稳定性分析

针对两类不同的直接力／气动力复合控制导弹自动驾驶仪结构。进行了鲁棒稳定性分析，分别给出不同结构复合控制系统的鲁棒稳定区间，即确保系统稳定前提下，直接力喷流机构应满足的约束条件；最后，对不同驾驶仪结构的鲁棒稳定性进行了对比分析。为直接力复合控制系统的设计提供了依据，具有较好的工程参考价值。     

基于H∞混合灵敏度的导弹稳定控制回路设计

针对基于经典控制理论导弹稳定控制回路设计时存在的干扰及模型不确定性问题,提出了基于H∞混合灵敏度的导弹稳定控制回路设计方法。通过选取目标函数,将H∞混合灵敏度的问题转化成标准的H∞控制问题,利用Matlab求解了鲁棒控制器,给出了仿真结果。结果表明,利用H∞混合灵敏度方法基于一个特征点所设计的导弹稳定控制回路,对模型不确定性具有较好的鲁棒稳定性,符合系统设计要求。     

基于μ综合的防空导弹自动驾驶仪设计

针对防空导弹自动驾驶仪设计中存在的建模误差,提出了μ综合自动驾驶仪的设计方法,通过引入虚拟不确定块将控制系统的鲁棒性能问题转化为广义系统的鲁棒稳定问题,采用标准的D-K迭代法求解系统的鲁棒控制器.仿真结果表明,基于标准弹道上某特征点的一个确定数学模型设计的μ综合自动驾驶仪,可控制导弹沿标准弹道的全弹道稳定准确地飞行.系统对模型不确定性具有较好的鲁棒稳定性和鲁棒性能.     

直接力/气动力复合控制导弹自动驾驶仪鲁棒稳定性分析

针对两类不同的直接力/气动力复合控制导弹自动驾驶仪结构,进行了鲁棒稳定性分析,分别给出不同结构复合控制系统的鲁棒稳定区间,即确保系统稳定前提下,直接力喷流机构应满足的约束条件;最后,对不同驾驶仪结构的鲁棒稳定性进行了对比分析.为直接力复合控制系统的设计提供了依据,具有较好的工程参考价值.     

基于粒子群算法的H∞鲁棒飞行控制系统设计

研究了应用混合灵敏度H∞控制理论设计飞行控制系统鲁棒控制器的问题．分析并提出了利用粒子群优化算法来优化H∞加权函数阵．找到了同时满足系统时域和频域性能要求的鲁棒控制器。以某型推力矢量飞机侧向运动为例进行仿真与设计。仿真结果表明。所设计出来的飞行控制系统不仅具有良好的鲁棒稳定性．还具有很好的鲁棒性能。     

基于μ综合的弹性体导弹鲁棒控制系统设计

基于鲁棒控制理论,针对弹性体导弹气动伺服弹性问题开展控制系统研究,通过建立导弹刚性弹性耦合全参数不确定性模型,在传统三回路控制结构的基础上设计了μ综合鲁棒控制系统.频域分析表明所设计的控制系统具有强鲁棒性,足以应对弹性体导弹的强不确定性.时域仿真结果表明,μ综合鲁棒控制系统在保证时域指标的同时,相比于经典PID控制系统,弹体一阶振动幅值约为其10％,衰减时间缩短至约0.5 s,有效抑制了弹体的弹性振动.     

比例导引法中剩余飞行时间的计算方法

为了给比例导引法提供尽可能精确的剩余飞行时间,基于导弹-目标相对运动模型,研究了剩余飞行时间的计算方法。建立了以导弹前置角收敛到0为准则的剩余飞行时间计算模型。对于比例系数为3时的特殊情形,利用解析方法得到了该计算模型的一阶解和二阶解,通过仿真分析对解的精度进行了评估; 利用多项式拟合方法得到比例系数为其他值时剩余飞行时间的近似解,仿真分析表明多项式次数为5时拟合精度较好; 将研究的剩余飞行时间算法应用于拦截不同类型目标的比例导引过程,结果表明,该算法用于比例导引拦截匀速目标具有良好效果,在导弹速度足够大时也可有效拦截匀加速目标。     

飞机俯仰姿态的μ 鲁棒控制

针对飞机飞行条件变化引起的模型不确定性问题,基于μ控制理论设计鲁棒的俯仰姿态控制系统。根据干扰抑制原理将俯仰姿态控制系统设计转化为μ综合的一般框架,将鲁棒性能问题转化为广义系统的鲁棒稳定性问题。利用D-K迭代算法求解得到14阶的μ控制器,基于平衡截断方法将该控制器成功地降为4阶。对μ降阶控制器进行鲁棒性分析,结果表明μ控制能兼顾系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

基于二参数寻优设计点的混合结构可靠性分析算法

针对机械结构中既含随机变量又含区间变量的混合可靠性问题,提出一种基于二参数的混合可靠性分析算法。区间变量使可靠性分析问题变为双层优化问题,为降低双层优化模型对计算效率的影响,将其解耦为概率分析和区间分析高效循环序列迭代模型;在概率分析时,引入两个调 整参数,分别控制搜索步长和搜索方向,以实现寻优设计点、保证收敛的稳定性及搜索效率;在区间分析时,将区间分析问题转化为方便求解的二次规划问题,并结合梯度投影法搜索区间最优点;通过两个案例分析,对所提算法的计算精度和效率进行验证。结果表明：该算法与蒙特卡洛抽样法相比,计算的最大失效概率相对误差均在5%以内,且函数调用次数在1 000次以内即可达到收敛;当功能函数非线性程度较高时,该算法同样具有较高的计算精度、效率及收敛稳定性。     

基于最大似然估计和混合梯度优化的射手模型辨识

光纤制导过程中射手对于光电显示的响应及其控制行为将直接影响弹药的制导控制性能。针对此问题,将最大似然估计法应用于射手模型辨识研究中。为解决辨识过程中遇到的非线性优化问题,采用遗传算法和高斯-牛顿优化算法混合策略提高寻找全局最优解的概率,并使用单纯形法提高算法鲁棒性。基于交叉原理提出适用于导引头回路的精确模型,设计仿真实验平台并进行了多轮次人在回路实验,将输出误差框架下的最大似然估计方法成功应用于实验数据中。结果表明：混合梯度优化算法能够找到全局最优值,辨识模型能够准确反映射手本身的动态特性,辨识方法和辨识的射手模型对于光纤寻的弹药制导控制系统设计具有一定的实际意义。     

基于简便约束粒子群优化算法的空空导弹μ-PID控制器设计

针对现有约束粒子群优化(PSO)算法存在的算法复杂、应用范围受限、优化效果不佳等缺陷,提出一种新型约束粒子群算法。该算法采用目标函数替换的方法将约束优化问题转化为非约束优化问题,具有简便易用的优点。通过典型测试函数测试并和其他具有代表性的约束PSO算法进行对比,表明该算法在处理约束优化问题上的优越性。为了验证该算法应用于工程的可行性,以样例导弹纵向模型为对象,针对经典Raytheon控制结构,采用该算法设计了μ-PID控制器。仿真结果表明,样例导弹控制器可以在满足多种时域指标的同时具有良好的鲁棒性能,达到了设计指标要求,验证了所提出算法的有效性。     

基于改进蚁群算法的巡航导弹巡航段航路规划

为提高巡航导弹的突防概率,在对敌防御区域内的目标进行打击时,必须保证它能以较小的被发现概率和可接受的航程接近目标.针对这一问题,提出一种新的航路规划区域粒度控制图--圆径图,对传统的蚁群算法进行了讨论和改进,使其更具智能化,将它们应用于巡航导弹的航路规划问题,详细地考虑了巡航导弹航路规划中的各种影响因素,提出合理的代价函数,进行了仿真计算.仿真结果表明,圆径图和改进后的蚁群算法能够较好地解决巡航导弹的航路规划问题,改进后的算法收敛速度快,全局寻优能力强.     

多型反舰导弹组合攻击最小弹药消耗优化模型

为优化多型导弹组合攻击弹药消耗,提出一种基于萤火虫算法的最小弹药消耗优化模型。在萤火虫算法 基础上,引入自适应步长和自适应搜索半径,结合体系贡献度、排队论、智能算法等相关理论,构建最小弹药消耗 优化模型,利用萤火虫算法全局寻优的优秀性能,对数学模型进行解算。仿真结果表明：该算法具有良好的有效性 和时效性,可为多型反舰导弹组合攻击的作战方案制定及训练提供参考。     

一种基于改进无迹卡尔曼滤波的自主水下航行器组合导航方法研究

针对自主水下航行器(AUV)导航系统对稳定性、精确性和实时性的需求,提出了一种基于改进无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的捷联惯性导航系统/多普勒测速仪(SINS/DVL)组合导航新方法.通过分析中低精度组合导航系统的特点和误差模型,在系统的噪声模型为复杂加性噪声时,利用球面分布单形采样变换设计了一种简化UKF组合导航算法....     

基于模式搜索的导弹目标分配方法研究

提出了基于模式搜索的导弹目标分配问题的求解方法.该问题是一个带约束的非线性整数规划问题,采用传统模式搜索求解可能产生非整数解以及陷入局部最优.通过设置模式搜索的终止条件和引入变异操作,克服了上述问题.实践表明,该算法运算速度快,效率高,鲁棒性好,可用于导弹目标分配的决策模型.     

量子粒子群算法的弹载SAR图像自聚焦方法

为了补偿弹载合成孔径雷达( SAR)回波数据中的相位误差,研究了一种新颖的SAR图像自聚焦算法.该方法以量子粒子群( QPSO)算法为基础,利用最小熵准则作为评判标准,通过多维搜索完成相位误差校正,改善聚焦质量以提高打击精度.同传统的相位梯度自聚焦算法(PGA)相比,该方法具有较好的鲁棒性和收敛速度快的特点,对低频高阶...     

导弹对面积目标射击效能的智能优化算法

针对导弹对面积目标射击效能优化问题的特点,通过构造典型射击情形下导弹毁伤效能的目标函数表达式,建立了导弹对面积目标射击效能多目标优化模型。设计了一种采用实数编码的求解该模型的多目标遗传优化算法,通过仿真实例验证了算法的有效性,结果表明,利用该算法得到的瞄准点分布合理,研究结果有助于合理选择导弹对面积目标射击的瞄准点,提高导弹毁伤效能。