拦截空天高速机动目标的三维非线性导引律

为拦截空间高速机动目标,建立了考虑自动驾驶仪动态特性的三维耦合制导模型。针对模型的强非线性和不确定性,设计了考虑导弹动态特性和目标机动的三维非线性导引律;然后利用扩张观测器估计目标机动加速度。仿真表明扩张观测器在有噪声干扰的情况下性能优于滑模微分器。将扩张观测器估计的目标机动加速度补偿到导引律中,形成三维非线性导引律。在拦截高速机动目标时,所设计的导引律相比于增广比例导引律和其他两种非线性三维导引律有较好的导引性能。     

三维非线性鲁棒制导律

建立了球坐标系下的三维导弹与目标相对运动模型,基于Lyapunov方法和输入状态稳定性(ISS)分析,设计了非线性三维鲁棒制导律,不需要估计目标加速度,实现了对机动目标的扰动抑制跟踪,并且比传统的比例制导律在拦截时间及鲁棒性方面具有优势。仿真结果表明,对于目标作复杂的大机动逃逸运动,仍然能够取得较好的跟踪性能和鲁棒性。     

大气层内拦截机动目标的变结构末制导律设计

针对大气层内的机动战术弹道导弹拦截,提出了一种具有强鲁棒性的变结构末制导律。首先,在纵向平面内建立了导弹与目标相对运动的非线性模型;然后根据预测导引的原理推导了制导方程,并选取制导误差作为滑动模态,将目标机动量视为扰动量,设计一种能够拦截螺旋机动目标的变结构末制导律,并通过Lyapunov稳定性定理确定变结构制导参数的范围。最后,通过与比例导引律进行仿真比较,结果表明该制导律对螺旋机动弹道目标具有较强的鲁棒性,且制导精度较高,验证了制导律的正确性和有效性。     

适用于攻击机动目标的制导律实现与仿真

为了使导弹在较短的末制导时间内获得很小的脱靶量,同时对机动过载的需求满足导弹实际过载能力,研究了适用于攻击蛇形机动目标的最优制导律和蛇形机动补偿制导律,并分析了具体实现方法,设计目标状态估计器,建立导引回路数学模型.仿真验证了测量越精确,可知信息越多,估计性能就越好;最后研究了导弹过载限制、测量误差、目标状态估计精度及制导律的选择等因素对制导精度的影响.     

寻的导弹导引规律研究

针对寻的导弹的导引问题,建立了导弹和目标相对运动关系的数学模型,推导给出了导弹拦截非机动目标时的最优制导律和拦截机动目标时的最优滑模制导律。通过数字仿真,比较了比例导引律、最优导引律和最优滑模导引律的优缺点。     

空空导弹的神经网络自适应终端滑模末制导律

主要研究空空导弹的末制导问题。简单研究了三维比例导引律,基于Terminal滑模控制方法提出一种新型的三维末制导律,并分析了它的不足,在此基础上进行改进,从而提出基于RBF神经网络的自适应快速终端滑模(AFTSM)制导律。该制导律在非线性系统的精确模型未知的情况下,通过RBF神经网络对非线性模型进行逼近,并根据Lyapunov方法设计了参数自适应律。最后对所研究的导引律在目标机动情况下进行仿真验证,仿真结果表明,该制导律与比例制导相比有较大的性能改善。     

一种变结构垂直俯冲攻击制导律

针对空地导弹垂直俯冲攻击的要求,建立导弹-目标运动模型,设计了一种对脱靶量和终端攻击角度约束的变结构制导律.运用自适应滑模趋近律,将目标机动视为干扰,并采用准滑动模态控制削弱了抖振的影响.所得制导律形式简单、实用,且克服了被动寻的导弹不能测量弹-目相对距离变化率的约束.分析了4个制导参数对制导效果的影响,为制导参数的选...     

BTT导弹增广比例导引律研究

比例导引规律相比于直接追踪法,跟踪精度有所提高,但是在目标机动性加大的情况下,传统比例导引规律制导精度仍不理想.因此,给出了三维空间导弹-目标追逃运动的空间矢量方程,建立了三维空间导弹-目标追逃运动模型,并基于李雅普诺夫稳定性理论,设计增广比例导引律(APNG).即在比例制导规律基础上,引入目标加速度补偿项来克服目标加速度对制导精度的影响.将该方法运用于机动目标的跟踪,仿真结果表明了增广比例导引律相比于传统比例导引律,制导精度高,脱靶量低,制导飞行时间短,制导性能有极大的提高.     

基于状态观测器的变结构末制导律设计

本文针对仅有相对距离和视线角可测的导弹,设计了一种基于状态估计的变结构末制导律.将非线性项和目标机动视为新的状态变量实现对原相对运动方程进行的扩张,设计扩张状态观测器实现对不可测的相对距离变化率和视线角变化率的估计.基于扩张观测器的估计值,利用变结构控制理论设计了保证切向速度趋向于零的末制导律,从而实现导弹直接命中目标,并从理论上对制导回路的稳定性进行了证明.最后进行了数学仿真,仿真结果表明在设计的制导律脱靶量较小,验证了扩张观测器和制导律的可行性.     

一种自适应双滑模制导律研究

根据导弹-目标追逃问题的相对运动学关系,基于反演思想设计了双滑模变结构导引律,运用自适应方法实现对制导系统参数不确定性和目标机动的估计,该导引律能够保证导弹在击中运动目标的同时满足期望落角;然后运用Lyapunov稳定性理论分析了该制导律进入平衡状态的充分条件.仿真结果表明了该设计方法的有效性.     

Antisway Tracking Control of Overhead Cranes With System Uncertainty and Actuator Nonlinearity Using an Adaptive Fuzzy Sliding-Mode Control

An adaptive fuzzy sliding-mode control (AFSMC) is presented for the robust antisway trajectory tracking of overhead cranes subject to both system uncertainty and actuator nonlinearity. First, a fuzzy sliding-mode control (FSMC) law is designed for the antisway trajectory tracking of the nominal plant. In association with a conventional trajectory tracking control law, this FSMC law guarantees asymptotic stability as well as improved transient response of the load sway dynamics while the trolley tracking error dynamics is rendered uniformly asymptotically stable. Second, a fuzzy uncertainty observer is designed to cope with system uncertainty as well as actuator nonlinearity present in an actual plant, and it is incorporated with the FSMC law for the development of the AFSMC law. In addition to stability analysis, the robust performance of the proposed AFSMC law is verified via numerical simulations and experiments.      

角速度估计自适应的IMM三维目标跟踪算法

为了解决三维空间内的机动目标跟踪问题,提出一种基于常速模型和带约束常速率协同转弯模型(CSCT模型)的交互式多模型算法;同时为了解决目标的机动不确定性问题,针对CSCT模型提出一种类似卡尔曼滤波的方法实时精确地估计目标转弯角速度。综合考虑目标角速度的估计值和估计方差,提高目标跟踪的收敛速度,尽可能地减小滤波角速度与机动目标真实角速度之间的误差,最终明显提高了目标跟踪精度。Monte-Carlo 200次仿真结果表明了该算法在性能上有明显提升,对三维机动目标跟踪效果显著,并证实了该方法的实用性。     

超机动飞行快回路的自适应模糊滑模控制

针对超机动飞行快回路的不确定非线性模型,提出了一种利用自适应模糊滑模控制器算法。在所得的最终控制信号中,采用模糊逻辑系统来逼近未知系统函数和开关项;所设计的鲁棒自适应律用来减小逼近误差,从而有效降低抖振。仿真结果表明,所设计的控制律能在过失速机动条件下控制飞机跟踪指令飞行,确保系统具有良好的动态和稳态性能,而且控制器具有很强的鲁棒性。     

Signal-to-noise ratio in the output of nonlinear devices (Corresp.)

Signal-to-noise ratio (SNR) in the output of a zero-memory nonlinearity is defined and found when the input is a complex Gaussian process. The results are applied to an oddnu primeth law device and to an analog-to-digital (A/D) converter exhibiting both saturation and quantization.     

基于IMM-UKF的机动目标跟踪方法

针对目标运动模式的不确定性和运动模型的非线性问题,提出基于无味卡尔曼滤波器的交互式多模型方法。该算法采用匀速运动模型、匀加速运动模型、已知转弯角速度的匀速率转弯模型和“当前”统计模型作为模型集,用无味卡尔曼滤波实现非线性状态估计。仿真结果表明,该算法比传统的交互式多模型算法具有更高的跟踪性能。     

Neuro-fuzzy networks saturation compensation of DC motor systems

A neuro-fuzzy networks (NFN) saturation compensation scheme for DC motor systems is presented. The scheme that leads to stability, command following, and disturbance rejection is rigorously proved. The on-line weights tuning law, the overall closed loop performance, and the boundedness of the NFN weights are derived and guaranteed based on the Lyapunov approach. The actuator saturation is assumed to be unknown and the saturation compensator is inserted into a feedforward path. The simulation and experimental results show that the proposed scheme can effectively compensate for the saturation nonlinearity in the presence of system uncertainty.     

远距引导战斗机自动攻击控制律实现

针对现代战斗机向目标空域的远距引导过程,建立了战斗机与目标的三维相对运动数学模型,引入了战斗机自动攻击的概念,并将三维引导问题分解到水平和垂直两个面内分别进行研究;基于战斗机远距引导时间最短的要求以及最优控制的相关理论,以时间最短为目标分别设计了战斗机水平面和垂直面的远距引导律,在此基础上设计了远距引导战斗机自动攻击控制律;最后通过仿真比较,验证了时间最优引导法能有效应用于战斗机为实现自动攻击的远距引导。     

Optical Solitons by He’s Variational Principle in a Non-Kerr Law Media

Optical solitons in a non-Kerr law media is studied in this paper in presence of perturbation terms. This is governed by the Nonlinear Schrödinger’s equation. He’s semi-inverse variational principle is used to carry out the integration of this perturbed Nonlinear Schrödinger’s equation with non-Kerr law nonlinearity. The types of nonlinearity that are considered are Kerr, power, parabolic and dual-power law. The parametric domain is also identified for the solitons to exist.     

射频接收机非线性对分集与复用影响分析

分别从分单输入单输出系统(single-input single-output, SISO)与多输入多输出系统(multiple-input multiple-output, MIMO)研究了多天线系统中射频接收机非线性对通信系统性能的影响规律,发现原有对非线性分集与复用折中的定义不再适用于考虑射频接收机非线性情况,并给出了适用于考虑射频接收机非线性情况的新定义. 通过复合信道建模推导了非理想情况下分集增益的定义和中断概率表达式,仿真了考虑射频接收机非线性时多天线系统分集增益与复用增益关系曲线,得出了考虑分集与复用折中时目标速率的增长规律. 理论和仿真表明,传统的分集增益和复用增益的定义并不适用于考虑接收机非线性的实际情况,SISO系统中射频接收机非线性对分集与复用的折中影响与理想情况一样,MIMO系统中需要对原有的分集增益和复用增益进行修正才能得到分集与复用的最优折中.