基于非线性预测方法的开关式导引律设计

以大气层外拦截为背景,研究了带有开关输入的不确定非线性系统的预测控制方法。根据Fliess级数展开理论,得到了系统输出预测值与控制输入以及不确定性的关系式。通过选择二次型代价函数,得到了预测控制中优化问题的描述。由于代价函数中含有不确定性,结合开关控制输入的特点,给出了一种应用非线性规划求解优化问题的方法。最后,将该方法应用到大气层外拦截中,考虑弹-目相对距离及视线转率存在不确定性的情况,设计了开关导引律,并给出了代价函数中加权系数的选择方法。仿真结果表明,该方法在保证拦截精度的情况下,减少了发动机的开关次数。     

速率仿真转台波动力矩抑制问题的研究

针对某型速率仿真转台调试中存在的波动力矩干扰问题,分析了其产生的机理,实验测试确定了波动力矩的频率成分并给出了具体的数学表达式。通过重复控制器的设计,实现了对此类扰动的有效抑制。系统调试结果表明,设计的重复控制器能够克服周期性的波动力矩干扰,性能优于常规的控制器。     

一种抗野值的Kalman滤波器

在目标跟踪系统中,由于杂波的存在,往往使跟踪检测数据中含有大量、成片的野值,造成系统跟踪精度下降。本文通过对检测数据中新息特性的分析,给出了检测数据中野值的判定方法,通过重新构造状态估计来消除野值的影响。仿真结果证明了该方法可有效的剔除野值,提高跟踪系统的跟踪精度。     

一类大机动导弹的非线性控制问题

本文研究了大机动飞行情况下飞行器姿态控制系统的设计问题。首先，基于非线性系统输出解耦控制的设计思想，重点解决了一类既有姿态角控制要求，又有弹道设计要求的控制系统设计问题，设计得到一种复合控制规律。最后，通过数值仿真验证了该方法的有效性。     

一种新型全姿态飞行仿真转台的运动学分析

针对三轴转台无法避免运动学奇异的缺陷,提出了一种四轴型全姿态飞行仿真转台,利用冗余自由度机构的特点,使机构始终保持提供三个自由度的运动.针对所提出的四轴转台的运动学正解问题,采用双欧拉法计算负载的姿态角,解决了全姿态欧拉角计算的奇异问题.针对四轴转台的运动学反解问题,采用基于伪逆的梯度投影法给出了带有性能指标优化的转轴角速度的最优解,然后用基于动态控制的方法获得转轴的角位置.提出的运动学反解算法能保证在获得期望姿态的同时,避免接近奇异位置和各轴的极限角位置.仿真结果表明,四轴型全姿态飞行仿真转台运动学性能明显优于三轴转台.     

基于动态控制方法的六自由度仿真平台位置正解研究

通过动态控制与实际六自由度Stewart仿真平台结构相同的虚拟平台的关节变量,实时得到了实际平台在采样点时刻的位置和姿态。首先将虚拟平台速度传递方程化为一阶动态系统,然后设计闭环反馈控制器,最后用Shampine数值迭代算法求解虚拟平台在每个采样周期内的响应过程。所提出的位置正解算法收敛,求解过程中最大的迭代运算次数固定,并且采样频率足够大的情况下,虚拟平台输出的位置姿态与实际平台位置姿态是相同的。仿真算例表明所提正解算法精度高,计算效率满足实时性要求。     

质量矩控制导弹的建模与仿真研究

针对质量矩控制问题，建立了导弹的六自由度动力学数学模型，给出了移动质量块运动过程中施加给弹体力和力矩的计算公式。在MATLAB6．5／Simulink环境下，设计开发了六自由度导弹仿真系统，并且针对三轴稳定弹头和自旋弹头进行数值仿真，仿真结果验证了质量矩控制的有效性。     

一类时滞线性切换系统的稳定性和镇定

针对一类具有状态延迟的连续线性切换系统,研究了其渐近稳定性及状态反馈和输出反馈镇定控制律的设计问题.首先利用公共李亚普诺夫函数法给出了系统渐近稳定的充分条件及该条件下切换律的构造方法,然后给出了状态反馈和输出反馈镇定的充分条件,同时给出了稳定化控制律的参数化表示和相应切换律的构造方法.最后举例说明了结果的有效性.     

纵振复合双足直线超声电机

为了有效提高超声电机的机械输出性能,研制了一种纵振复合双足直线超声电机.该电机由两个竖直纵振换能器和一个水平纵振换能器组成,水平纵振换能器上变幅杆末端小端面与竖直纵振换能器变幅杆大端侧面结合,且变幅杆为采用一整块硬铝合金加工而成的一体件.对电机的工作原理进行了分析,利用有限元方法对电机进行了设计与仿真,实现了电机两个基本振动模态特征频率的简并.采用多普勒激光测振仪对样机振动特性进行了测试,测试结果与有限元分析结果吻合良好.机械输出特性测试结果表明,样机最大速度为602 mm/s,最大推力达32 N.     

一种超曲面拟合方法及其应用研究

根据已知的输入数据和输出结果,用超曲面拟合方法,建立一个数学模型,并用该方法建立汽轮发电机密封油温调节系统的数学模型。数值仿真结果令人满意,从而证明用这种方法所建立的数学模型能够较理想的描述系统。