BTT导弹反馈控制的设计

本文利用线性系统的稳定鲁棒分析和特征结构结果，对BTT导弹的状态反馈控制律进行了设计，理论分析结果表明，采用本文设计的BTT导弹自动驾驶仪具有较好的的鲁棒性。     

飞行速度可调导弹三维制导律研究

为获得更好的制导性能,针对一类采用流量可调发动机的导弹,利用其所增加的飞行速度控制自由度,提出一种三维空间下比例导引+飞行速度控制的双重控制滑模制导律。以比例导引作为基础,在对二维、三维零控脱靶量分析的基础上,以零控脱靶量为跟踪目标选取合适的滑模面,并进一步使用辅助滑模面和有限时间超螺旋干扰观测器对滑模面中的不确定项进行估计,推导了减少脱靶量的速度控制制导律。仿真结果表明,相比于经典的比例导引,在考虑空气阻力的场景下,所设计的制导律脱靶量更小,弹道更平滑,滑模面收敛情况理想,实现了导弹飞行速度的主动控制。     

变速导弹有界控制非线性微分对策制导律

传统制导律多基于常速运动假设,与实际情形并不一致,往往无法提供满意的性能．对此,基于微分对策理论,提出一种适用于变速拦截情形的有界控制非线性制导律．将对策双方的速度变化直接考虑到非线性相对运动关系中,并通过适当选取的状态变量进行线性化,从而设计制导律,同时考虑可执行性,并将其转化为原系统非线性状态变量的表达形式．仿真结果表明,该制导律可实现目标的有效拦截,对拦截导弹机动性能要求不高且便于执行．     

BTT导弹基于扩张状态观测器的滑模控制律设计

针对BTT导弹非线性动力学模型中的参数不确定性及系统存在未知外部干扰的问题,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模控制设计方法;将系统参数不确定性和未知外界干扰作为系统的复合干扰,采用扩张状态观测器估计系统的复合干扰,并实时补偿;利用Lyapunov方法证明系统的稳定性;该控制器算法简单、计算量小,更易于实际工程应用;仿真结果表明,设计的控制器对导弹控制系统受到的复合干扰具有较强的鲁棒性和稳定性,满足导弹姿态快速机动和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于滑模控制器。     

考虑导弹速度时变的角度约束最优中制导律

以导弹逆轨拦截高速运动目标为背景,本文运用间接高斯伪谱法设计带攻击角度约束的最优中制导律.通过零化弹目相对法向速度,将攻击角度约束转化为视线角约束.考虑导弹速度时变的情况,建立带角度约束的制导方程.根据极小值原理推导最优中制导律的解析表达式,运用高斯伪谱法对最优中制导律进行离散化,把微分方程转化为代数方程,避免了求解Riccati方程.该方法不需要预先知道导弹未来的速度信息,计算量小,具有较好的实时性.仿真结果表明该中制导律可以满足逆轨拦截对弹目交会角的约束,且中制导末端的过载较小.     

中远程导弹最优中制导律设计

研究导弹的制导优化性能,中远程导弹中末交接班时导弹飞行速度,是影响脱靶量的重要因素.为使导弹在中末交接班点的速度达到最大,同时使导弹的弹道倾角满足约束条件,提出采用一种使末速最大的最优中制导律.制导律是法向加速度指令,控制增益是一个关于速度、位置等飞行状态以及弹道约束条件的函数,并且变化范围很小.为便于工程应用,控制增益取为固定值.进行仿真的结果显示,导弹在中末交接班时速度达到最大,同时弹道倾角也能够满足弹道约束条件,提出的最优中制导律达到了设计要求,可为设计应用提供依据.     

基于自适应动态规划的导弹制导律研究综述

自适应动态规划（Adaptive dynamic programming,ADP）作为最优控制领域的近似优化方法,是求解复杂非线性系统最优控制问题的有力工具.近年来,已成为控制理论与计算智能领域的研究热点.本文着重介绍ADP算法的理论研究进展及其在航空航天领域的应用.分析了几种典型的制导律优化设计方法,以及ADP方法在导弹制导律设计中的应用现状和前景.     

BTT导弹控制系统设计问题的研究

针对BTT导弹控制技术进行研究无疑具有很高的应用价值,对巩固和提高我国的国防科技水平具有重要意义;BTT导弹因其自身的机动方式而成为典型的非线性强耦合系统,给其控制系统设计工作带来很大难度;能否选择合适的控制方法对控制系统进行设计成为制约BTT导弹性能的关键问题;文中从控制方法设计的角度对BTT导弹控制系统设计问题进行了研究,通过采用不同控制方法进行控制律设计和稳定性分析,来对各方法的特点进行比较和分析。     

三维非线性自适应容错导引律设计

本文针对部分执行器失效情形下的三维鲁棒导引律设计问题,利用输入–状态稳定性原理,设计一种三维非线性自适应容错导引律.与已存在结果相比,所设计算法能够实现对部分执行器失效的自动补偿,并且具备克服机动目标未知机动性对制导效果的影响.理论分析和数值仿真验证了该算法的有效性,并且数值仿真还表明其能够恢复特定时间段内执行器完全失效时的系统稳定性,具有很强的鲁棒性.     

多导弹时间协同分布式导引律设计

为了实现多导弹协同攻击同一目标, 提出一种时间协同分布式导引律设计方法, 该方法对于无角度约束和有角度约束的情况均适用. 首先, 以各导弹子系统作为网络同构节点建立了多导弹时间协同制导模型, 该模型以各导弹剩余时间信息附加预定偏置量为输出; 然后, 以调整子系统间输出误差为目的, 设计了系统的分布式控制方案, 并结合一般协同控制系统的收敛性条件, 分析了导弹寻的导引的特殊性, 给出了保证多导弹时间协同的通信拓扑条件; 最后, 通过仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

Adaptive dynamic surface control for integrated missile guidance and autopilot

Integrated guidance and control for homing missiles utilizing adaptive dynamic surface control approach is considered based on the three channels independence design idea. A time-varying integrated guidance and control model with unmatched uncertainties is first formulated for the pitch channel, and an adaptive dynamic surface control algorithm is further developed to deal with these unmatched uncertainties. It is proved that the proposed feedback controller can ensure not only the accuracy of target interception, but also the stability of the missile dynamics. Then, the same control approach is further applied to the control design of the yaw and roll channels. The 6-degree-of-freedom (6-DOF) nonlinear missile simulation results demonstrate the feasibility and advantage of the proposed integrated guidance and control design scheme.     

基于精英进化导向的多目标PID参数优化

在多目标优化问题中,决策者必须对Pareto前沿的众多非劣解做出选择.本文将决策偏好融入Pareto优化过程,提出一种基于精英导向机制的多目标遗传算法,根据决策偏好选择Pareto最优解为精英,利用无损有限精度法和归一增量距离保持种群多样性,通过多种群进化机制将决策偏好的影响传播到整个种群.该方法成功应用于自动导引车(AGV)伺服系统的PID参数优化,可根据决策偏好快速有效地定向搜索Pareto最优解,保证伺服控制达到路径跟踪要求的速度响应性能.     

非线性PID控制器参数优化方法

分析了非线性PID控制器各部分参数对于误差的理想变化过程,构造出一种非线性PID控制器;整定参数较多时,传统的参数优化方法容易产生振荡和较大的超调量,在分析量子粒子群算法（QPSO）的基础上,引入了随机选择最优个体的思想,提出使用改进的量子粒子群算法（GQPSO）优化非线性PID控制器参数。将改进量子粒子群算法与量子粒子群算法、粒子群算法通过benchmark测试函数进行了比较。最后,通过典型传递函数实例,分别使用Z-N、PSO、QPSO方法和改进的量子粒子群算法进行了PID控制器参数优化设计,并对结果进行了分析。     

控制撞击时间与角度的三维导引律:一种两阶段控制方法

为了突破舰艇配备的近程防御武器系统,反舰导弹需对撞击时间与撞击角度进行控制,以实施饱和攻击.导弹三维撞击时间与撞击角度控制分为两个阶段进行.第1阶段:将导弹侧向运动与纵向运动进行近似解耦,对这两个运动通道分开设计.在侧向运动中将撞击时间控制转化为对标称弹目距离的跟踪问题,并对此跟踪问题采用时标分离的方法设计期望的慢子系统和快子系统;在考虑对方位角粗略控制的同时,对这两个子系统分别进行动态逆控制设计,从而得到了侧向通道控制指令;在纵向运动中只进行高低角的粗略控制,不考虑撞击时间控制.第2阶段:在考虑两个通道耦合的情况下,基于李雅普诺夫稳定性理论,设计了带有撞击角度控制的三维导引律.仿真结果证明了本文方法的有效性.     

弹道坐标中三维鲁棒非线性导引律

本文针对机动目标拦截问题,考虑导弹控制系统动态特性及其不确定性,利用分块反步设计思想,结合输入-状态稳定性理论,在弹道坐标系中设计了一种三维非线性鲁棒导引律.与大多数已有的导引律相比,本文直接地在弹道坐标系中设计导引律,并且所设计的导引律可有效克服控制系统动态特性和不确定性对制导效果的影响,理论分析和数值仿真表明,本文设计的导引律对目标机动和控制系统所受的外来有界扰动均具有较强的鲁棒性.     

A three-dimensional robust nonlinear terminal guidance law with ISS finite-time convergence

This paper presents a novel three-dimensional nonlinear terminal guidance law with finite-time convergence for intercepting manoeuvring targets. Different from the usual method of decoupling the missile-target relative motion into two-dimensional planes, this law is designed via using the coupled dynamics. The guidance law is derived based on the theory of finite-time input-to-state stability (ISS), which needs no assumption of the linearisation and the estimation of target accelerations. Under this law, the line-of-sight angular rates can be stabilised to a small domain of convergence around zero in finite time. The convergence rate and convergence domain can be adjusted by changing the guidance parameters. First, a sufficient condition on finite-time ISS of the guidance system is given, and is subsequently used to design the guidance law. Finally, simulation results are provided to show that the proposed guidance law possesses fast convergence rate and strong robustness to target manoeuvres.     

基于微粒群算法和网格模型的参数优化方法

针对在半导体制造工艺参数优化过程中缺乏直观参考的问题,在微粒群优化算法(PSO)和等值线理论分析的基础上,将PSO与等值线矩形网格模型相结合,提出一种全新的工艺参数窗口选择方法,在二维标准多峰函数上验证了所提出方法的有效性,同时对所提出的方法进行了实际生产验证,对于双输入参数问题,该方法可以直接输出所有满足工艺要求的二维区域,从而为参数优化和范围选取提供直观参考,仿真测试结果和生产验证数据均表明了所提出的算法是一种有效的参数优化方法。     

一种PID参数整定的粒子群优化算法

提出了一种PID控制器参数整定的粒子群优化算法。该方法首先通过定义一个包含系统超调量、上升时间和稳态误差指标项的适应度函数,并根据系统的实际控制要求对各指标项适当加权。之后由带收缩因子的粒子群算法对PID进行多目标寻优,从而实现PID控制器的自动参数整定。仿真结果表明,该方法优化得到PID控制器的综合性能优于常规方法得到的PID控制器。