基于分数阶的电动伺服系统控制器设计

针对空空导弹稳定控制系统对舵机伺服控制分系统的快速性和机动性等性能的要求,为了提高舵机伺服分系统的性能,提出了一种基于分数阶的控制器设计方法。首先设计了一个参考整数阶PID,然后以整定后的整数阶PID控制器剪切频率和相角裕度为参考,利用图像法,设计了一个分数阶PD控制器。该算法简单,适于实时控制,抗干扰能力强。仿真结果表明了该算法的有效性,实现了对期望轨迹的高精度跟踪控制。     

空空导弹SINS/GPS紧组合导航系统仿真

为了满足空空导弹远程发射要求,采用基于伪距、伪距率的SINS/GPS组合导航系统作为空空导弹的中制导。建立了惯性器件和GPS的误差模型,设计了Kalman组合滤波器,用MATLAB软件对紧组合系统进行了仿真研究。仿真结果表明,紧组合导航系统导航精度满足空空导弹中制导设计要求。     

H_∞控制理论在空空导弹自动驾驶仪设计中的应用

目前在空空导弹自动驾驶仪的设计中 ,多采用经典设计方法 ,自动驾驶仪结构为传统的结构形式。这种设计方法物理概念明确 ,在弹体模型参数摄动不大的情况下 ,能够获得满意的性能。新一代空空导弹为了满足高机动性的要求 ,常采用大攻角飞行策略 ,由于通道间耦合和气动力非线性的缘故 ,一般难以建立较为准确的数学模型 ,因此要求其自动驾驶仪具有更好的鲁棒性。本文用H∞ 控制理论 ,对某型空空导弹的自动驾驶仪进行了设计。与传统的设计方法比较 ,采用H∞ 控制理论设计的自动驾驶仪具有更好的鲁棒稳定性能。     

H∞控制理论在空空导弹自动驾驶仪设计中的应用

目前在空空导弹自动驾驶仪的设计中,多采用经典设计方法,自动驾驶仪结构为传统的结构形式。这种设计方法物理概念明确,在弹体模型参数摄动不大的情况下,能够获得满意的性能。新一代空空导弹为了满足高机动性的要求,常采用大攻角飞行策略．由于通道问耦合和气动力非线性的缘故,一般难以建立较为准确的数学模型,因此要求其自动驾驶仪具有更好的鲁棒性。本文用H∞控制理论,对某型空空导弹的自动驾驶仪进行了设计。与传统的设计方法比较,采用H∞控制理论设计的自动驾驶仪具有更好的鲁棒稳定性能。     

飞行控制系统自动调参

目前飞行器的控制器设计还较多地应用传统控制方法,控制器设计过程中存在大量的、繁琐的调参工作。为了改善控制器的调参工作,提出了控制器自动调参的思想。将控制器调参工作视为控制器参数和系统响应性能之间的寻优问题,基于控制性能指标设计微粒群算法目标函数,借助于微粒群算法快速的全局寻优性能,自动寻找满足控制指标的且在误差绝对值积分最小意义上的优化的控制器参数,实现控制器调参的自动化。仿真结果表明,系统响应满足设计要求,所设计的自动调参软件实现了控制器调参的自动化。     

采用直接力的空空导弹越肩发射控制设计

针对空空导弹越肩发射的姿态控制需求,采用直接力控制装置,分别建立了小攻角模型和大攻角模型,利用滑模变结构控制方法设计了姿态控制律,所设计的控制律能够满足导弹越肩发射快速转弯的要求,仿真结果说明了此方法的有效性。     

一种直接自适应控制方法在某炮控系统中的应用

针对坦克火炮稳定系统提出了一种新的直接自适应控制器设计方法。该方法应用基于CGT的直接自适应控制原理,采用加并联前馈补偿器的方法,将非严格正实的被控对象转化为严格正实的对象,满足了基于CGT的直接自适应控制方法的要求。该算法无需采用辨识系统的参数,算法简单。     

基于ESO及RESO的高超声速飞行器控制律设计

针对以小扰动线性化为代表的传统控制方法处理大范围不确定性问题时存在的不足,采用可对未知扰动进行实时跟踪估计并补偿的自抗扰控制方法设计控制律。构建辅助状态变量以满足控制器设计时的形式要求,在此基础上,分别设计基于扩张状态观测器(ESO)及降阶扩张状态观测器(RESO)的姿态控制器,通过对观测器的时频域分析确定基于RESO的控制器的优越性。仿真结果表明,以RESO为观测器的自抗扰控制方法与常规自抗扰方法相比具有更快的跟踪速度和更好的跟踪效果,本文所设计的控制器对仿真算例是有效的。     

基于NMPC的空空导弹自动驾驶仪设计

本文针对空空导弹姿态控制存在模型非线性和时变性、控制约束等问题进行了基于广义扩张状态观测器、预测函数控制和改进障碍内点法的过载自动驾驶仪的设计.首先,建立导弹的动力学模型.然后,采用广义扩张状态观测器观测并补偿系统中的集总扰动,采用预测函数控制设计控制器,设计带控制约束的优化问题并转化成二次规划问题.采用改进的障碍内点...     

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。     

基于BST的空空导弹测试性设计

介绍了边界扫描测试方法(BST)的基本原理,分析了空空导弹传统测试性设计方法,提出了空空导弹基于BST技术的测试性设计,比较了两种方法的主要区别,最后给出了空空导弹边界扫描测试系统模型。     

基于角速率的低配置小型无人机高度控制律设计

采用鲁棒伺服最优控制方法（RSLQR,Robust Servo Linear Quadratic Regulator）设计了基于角速率的某小型无人机高度控制律。该方法将鲁棒指标和时域控制品质相融合,将跟踪误差扩展到系统动态模型中,利用线性二次型最优控制理论,设计了控制律结构和参数,实现了高度的无静差控制,保障了控制器的鲁棒性能。与常规控制器对比结果表明：基于角速率的控制器具有良好的高度跟踪效果和抗干扰能力,满足了小型低配置无人机的飞行控制要求。     

基于角速率的低配置小型无人机高度控制律设计

采用鲁棒伺服最优控制方法(robust servo linear quadratic regulator,RSLQR)设计了基于角速率的某小型无人机高度控制律。该方法将鲁棒指标和时域控制品质相融合,将跟踪误差扩展到系统动态模型中,利用线性二次型最优控制理论,设计了控制律结构和参数,实现了高度的无静差控制,保障了控制器的鲁棒性能。与常规控制器对比结果表明：基于角速率的控制器具有良好的高度跟踪效果和抗干扰能力,满足了小型低配置无人机的飞行控制要求。     

走向新世纪的空空导弹

介绍了２１世纪空空导弹的作战使命和作战环境未来作战思想对空空导弹提出的基本要求以及为满足这些要求应采用的关键技术。最后提出空空导弹发展的策略。     

氮化硅材料在空空导弹天线罩上的应用研究

随着导弹飞行速度的提高,传统的石英陶瓷材料已经无法满足更加严酷的设计强度要求。文中简述了氮化硅天线罩的国内外研究现状,在遵循空空导弹天线罩设计原则的基础上,使用仿真计算的方法设计出了满足某型导弹飞行条件的氮化硅天线罩结构,验证了氮化硅材料在空空导弹天线罩上使用的可行性。     

简单自适应鲁棒飞行重构控制律研究

提出一种基于简单自适应控制的重构控制律设计方法,用于提高飞行重构控制系统的鲁棒性和抗干扰性。针对故障飞行控制系统,设计了一种包含一个基本控制器和一个简单自适应控制器的重构控制器。在基本控制器中,应用具有预定稳定度的线性二次型指标最优控制,以改善系统的稳定性;在简单自适应控制器中,引入并联前馈补偿器,保证故障飞行控制系统满足正实性要求,并将其转化为同时镇定问题,利用YALMIP工具箱进行了求解。以某型飞机侧向飞行控制系统为例,针对系统参数变化和承受有界干扰情况,对所提出的方法进行了仿真分析,结果表明该重构飞行控制系统在跟踪参考输入信号时具有较好的鲁棒性和较强的适应能力。     

空投鱼雷入水深度自组织模糊控制器设计

本文提出了一种改进的自组织模糊控制器设计方法,当非线性系统的初始条件发生较大变化时,用它设计的控制器具有很强的适应性。然后用其在典型设定深度和入水条件下为某型鱼雷设计了深度自组织模糊控制器,并进行了各种入水条件下的仿真研究。仿真结果表明,用该方法设计的非线性鱼雷深度控制系统在各种入水条件下,都能满足设计要求,较好地解决了空投鱼雷入水条件大范围散布情况下的深度控制问题。     

自动装填系统中控制器的多指标设计

提出了一种满足多种指标要求的弹药自动装填系统的控制器设计方法,在大偏差下施加最大控制量,使系统有较短的调节时间,在小偏差下使用Lyapunov矩阵不等式,通过PD—P控制器,配置系统闭环极点于指定圆形区域而使闭环系统具有较好的动态品质和满足指标要求的稳态误差。通过两种控制器的切换,保证控制系统同时满足所提出的指标要求。MATLAB下控制系统仿真及和ADAMS下建立的虚拟样机结合实验,证明了该方法的有效性。     

基于人工鱼群算法的制导炸弹多目标鲁棒PID控制器设计

采用先进控制理论设计的控制器往往阶次较高难以应用于工程实践,PID控制是目前工程中应用最广泛的控制方法.同时控制系统几乎都需要满足多个性能指标的要求,因此提出了一种基于人工鱼群算法的多目标优化方法.分析了制导炸弹控制系统的多目标要求,然后在满足系统鲁棒性的前提下,选取内、外回路的时域指标作为多目标优化的子目标,求解了系统的Pareto最优解,决策者可以在Pareto解中选取需要的满意解进而设计制导炸弹多目标鲁棒PID控制器.数值仿真表明,人工鱼群算法可以快速搜索到多目标问题的Pareto解,所设计的系统时域性能和鲁棒性好.     

舵机三维尺寸公差设计关键技术研究

空空导弹舵机结构复杂,尺寸公差多,精度要求高,采用传统基于尺寸链的公差设计方法效率较低,甚至无法求解。通过舵机三维尺寸设计关键技术,提出舵机三维尺寸与公差新概念体系,利用工程尺寸驱动理论,提出基于几何求解的公差分析方法和计算模型,开发了舵机三维尺寸公差自动分析系统。该方法可提高舵机公差设计效率与质量,并对舵机三维数字化制造精度进行控制,实现精益制造。