三回路驾驶仪的极点配置方法设计

将三回路驾驶仪等效为全状态反馈的状态空间模型,证实了冗余参数预先设定的可行性。考虑舵机状态反馈的约束,利用优化程序搜索符合舵机反馈约束的附加极点并进行极点配置,可把系统主导极点完全配置到期望的极点位置。设计结果表明了文中所提出方法的正确有效性。     

惯性基准自适应自动驾驶仪的一种设计方法

给出了一种利用战术导弹惯性系统提供的导弹速度和高度，实时进行极点配置调整自动驾驶仪回路增益的自适应算法。这种方法可避免利用频率特性或根轨迹选取自动驾驶仪回路增益，再把回路增益作为高度、速度的函数造表的繁琐工作，并且在任何时刻都能满足极点配置的要求。而适当的极点配置又等价于０到∞二次型积分性能指标的最优控制。这种算法对于静稳定或静不稳定的弹体特性都适用。     

战术导弹GPS制导控制系统设计

建立了某战术地地导弹纵向运动模型,采用带有状态约束的极点配置方法设计了过载自动驾驶仪,分析了制导回路特点,分析了用GPS实现比例导引的可行性,指出过载闭环的必要性。研究了制导指令更新频率、GPS定位误差对制导系统过载、脱靶量的影响。研究结果表明增加末导时间能够消除GPS更新频率和定位误差对制导回路的影响,为某导弹制导控制系统设计提供依据。     

三回路过载驾驶仪的快速性极限分析

文中研究了战术导弹上广泛应用的三回路过载驾驶仪的快速性极限问题。首先从自动驾驶仪数学模型出发,建立了闭环极点与系统带宽的关系,提出了理想响应下闭环极点配置的共圆准则,然后从系统频带设计及闭环零、极点分布的角度,分别分析了高频部件带宽、舵机角速率限制以及闭环零点对于系统快速性的约束,从而建立了自动驾驶仪快速性极限的数学描述,并通过驾驶仪设计实例验证了结论的正确性。     

两回路驾驶仪加速度计杠杆效应研究

基于极点配置设计的两回路驾驶仪,分别从快速性和稳定性角度分析了加速度计杠杆效应对驾驶仪性能的影响,且借助根轨迹和反馈分析等方法阐明了影响机理。从快速性角度分析,发现正杠杆效应可大幅减缓驾驶仪无阻尼自振频率随开环增益的增大趋势,使得在工程舵机允许频带内两回路驾驶仪不通过在前向通道引入校正网络可实现高增益;从稳定性角度分析,发现正杠杆效应可提高驾驶仪整个反馈回路的相位裕度。因此,工程上可根据设计需要采用加速度计前置的手段来改善导弹控制系统的快速性或稳定性。最后,借助仿真实例验证了分析结论的正确性。基于极点配置设计的两回路驾驶仪,分别从快速性和稳定性角度分析了加速度计杠杆效应对驾驶仪性能的影响,且借助根轨迹和反馈分析等方法阐明了影响机理。从快速性角度分析,发现正杠杆效应可大幅减缓驾驶仪无阻尼自振频率随开环增益的增大趋势,使得在工程舵机允许频带内两回路驾驶仪不通过在前向通道引入校正网络可实现高增益;从稳定性角度分析,发现正杠杆效应可提高驾驶仪整个反馈回路的相位裕度。因此,工程上可根据设计需要采用加速度计前置的手段来改善导弹控制系统的快速性或稳定性。最后,借助仿真实例验证了分析结论的正确性。     

某导弹鲁棒极点配置控制器的设计与仿真

研究了具有参数不确定性的某导弹线性化模型的状态反馈鲁棒极点配置控制器的设计问题．根据系统要求和极点着色的概念给出了鲁棒性能指标,利用遗传算法对其进行了优化,得到鲁棒极点配置控制器,仿真结果表明该设计方法可行．     

天线罩寄生回路影响与自校正控制在线补偿

以雷达寻的导弹的制导系统设计为应用背景,建立了天线罩寄生回路模型,采用无量纲方法分析了寄生回路对制导系统稳定性及制导性能参数的影响。基于极点配置自校正控制理论提出了一种天线罩寄生回路的在线补偿方法,并进行了仿真验证。研究结果表明,天线罩误差斜率的存在导致寄生回路的生成,从而削弱整个制导系统的稳定性,且随着剩余飞行时间的减小,制导系统稳定性恶化加剧,寄生回路会改变制导系统的有效制导时间常数和有效导航比,从而影响制导精度。所提补偿方法能够有效地完成对寄生回路的在线补偿,且具有良好的适应性和鲁棒性,从而达到了增强制导系统稳定性,改善制导系统性能的目的。     

三回路驾驶仪控制下的导弹静不稳定性边界

导弹允许静不稳定的范围受到舵机频带制约。给出了三回路驾驶仪的极点配置设计方法,分析了静不稳定弹体系统的稳定性条件,推导出了舵机频带对于导弹静不稳定性约束的数学描述,并在工程范围内给出了导弹静不稳定性边界的评判准则,指出静不稳定弹体伪本征频率不应超过舵机频带的1/10,算例验证了结论的准确性。     

战术导弹三回路过载驾驶仪时频特性分析

基于小扰动线性化的纵向弹体控制模型,研究了三回路驾驶仪及其新弹体的结构、快速性、鲁棒性以及对静不稳定弹体的增稳能力,建立并分析了驾驶仪的无量纲模型,针对三回路驾驶仪提出了一种新的设计思路。研究结果表明:阻尼回路新弹体增稳能力和鲁棒性较弱;增稳回路新弹体具有良好的鲁棒性和增稳能力但响应速度较慢;三回路驾驶仪通过设计一个远离开环弹体频率的一阶主导极点和一对阻尼合适的高频极点,使系统具备较好的快速性、稳定性和鲁棒性。     

采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪设计

针对传统三回路自动驾驶仪在工程应用中对开环穿越频率约束不足的问题,设计了一种使用 奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪方法。该方法将奇异摄动裕度信息引入三回路自动驾驶仪中,对自动驾驶仪进行开环穿越频率极点设计和预测校正,使三回路自动驾驶仪能够有效地对开环穿越频率进行约束,不再依赖于控制系统的闭环自振频率,同时计算得到的奇异摄动值可有效地反映控制系统性能。试验结果分析证明,采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪克服了传统设计方法的缺点,对产生的干扰能够有效快速地进行抑制,并能通过奇异摄动值准确地反映控制系统工作效果。     

高超声速飞行器鲁棒多目标线性变参数控制

针对具有“乘波体”构型的吸气式高超声速飞行器纵向飞行姿态控制问题,提出了一种基 于区域极点配置的鲁棒多目标线性变参数（LPV）控制系统设计方法。给出吸气式高超声速飞行器纵向非线性机理模型,在此基础上建立了刚性LPV模型;针对此类LPV模型,提出了基于区域极点配置的LPV状态反馈控制系统设计方法,将系统的鲁棒稳定性、干扰抑制、跟踪性能等性能指标通过扩展线性矩阵不等式约束的方式,实现了LPV系统的多目标鲁棒跟踪控制。同时,通过引入松弛变量的方法,解除了Lyapunov函数矩阵与系统矩阵之间的耦合影响,从而降低了控制系统设计的保守性,得到了满足期望性能要求的LPV状态反馈鲁棒跟踪控制器。所设计的控制器应用于高超声速飞行器的非线性机理模型进行数值仿真验证,仿真结果表明：所设计的控制器能够使得闭环反馈控制系统有效地跟踪指令信号变化,系统动态性能良好且具有较强的抗干扰能力。     

一种新的三阶距离跟踪环参数设计算法

针对高动态目标的距离跟踪,提出了一种基于α-β-γ跟踪器的三阶距离跟踪环参数设计方法。该方法首先按照最小距离误差准则确定环路带宽,然后利用环路带宽拟合环路传递函数满足临界阻尼条件的三阶极点值,并进而解得α、β、γ值,从而完成整个距离跟踪环的参数设计。仿真结果表明,按照六阶多项式拟合得到的三阶极点值与其理论值之差在10-4量级以内。文章最后对三阶距离跟踪环的跟踪精度进行了仿真分析,并提出了一种最小距离跟踪误差意义上的环路带宽确定方法。     

火炮稳定器的自适应控制方法研究

本文提出设计火炮稳定系统控制器的一种新方法，应用自适应控制的基本原理，采用最小方差控制与极点配置组合的控制算法。该算法简单、计算量小、易于实现计算机实时控制，有利于提高行进间火炮武器系统的射击精度，仿真试验表明，这种方法的控制效果十分明显。     

位置随动控制系统的降维观测器设计与仿真

为改善位置随动控制系统性能,运用现代控制理论中的状态反馈、极点配置、观测器等技术,同时对多个状态变量进行闭环控制。因存在不可直接量测的状态变量,进一步设计一个降维观测器,用估计值实现不可直接量测的状态变量反馈。设计与仿真在MATLAB环境下实现,得到了符合要求的结果。     

奇异摄动理论在倾斜转弯导弹自动驾驶仪设计中的应用

ＢＴＴ导弹协调转弯自动驾驶仪的综合问题，因弹体动力学的交叉耦合和具有不确定参数而变得十分复杂。本文用奇异摄动理论和控制舵面解耦技术，将多变量系统简化成单变量系统，并用极点配置理论设计了协调转弯自动驾驶仪。对设计的系统进行数字仿真，证实了方法的正确性。