空天飞行器姿态直接力/气动力复合控制

针对空天飞行器再入段姿态控制问题,根据神经网络、滑模控制理论和控制分配技术,提出了一种有限时间复合控制策略。首先,根据空天飞行器再入段姿态模型设计了一种有限时间收敛的神经网络滑模控制器,得到使姿态角误差有限时间收敛的虚拟控制力矩。其次,采用控制分配技术将期望控制力矩映射到气动舵面和反推力系统。最后,通过对直接力/气动力复合控制的空天飞行器的仿真研究,验证了所提出复合控制策略的有效性。     

新型制导律在变质心再入飞行器中的应用

研究了变质心再入飞行器动力学模型以及精确制导两方面的问题.基于分析力学中的虚位移原理,设计了一种再入飞行器新型最优制导律。采用解析法预测弹道落点,通过对最优虚位移的搜索,求解出总升力的最佳方向.推导了变质心动力学模型,以质量块为制导控制系统的执行机构,实现变质心再入飞行器的机动飞行.研究发现:质心变化引起的附加力矩是气动稳定力矩系数的函数;该制导律对过载并无要求。仿真结果表明:平均计算3次解析弹道即可完成一次制导指令,经制导控制后最终落点误差在10 m以内.     

变质心再入飞行器螺旋机动指令设计及分析

文章以三通道稳定的再入飞行器为具体研究对象,在建立起二维变质心动力学方程的基础上,通过分析飞行器螺旋运动的特点,确定了该运动模式下质量块的运动方式,将质量块的位移变化规律作为控制指令输入到变质心再入飞行器的动力学方程中,最终可以仿真出变质心飞行器机动飞行的范围与控制指令间的关系,并最终得到了质量块移动频率和行程与弹道螺旋半径关系的研究结论。     

变质心控制策略分析

导弹高速飞行时，气动舵控制方案存在着舵面烧蚀及控制效率降低等弊端，本研究了一种新颖的适用于再入飞行器的控制方法－变质心控制，从根本上克服了气动舵控制方法的不足，建立了完整的变质心控制导弹六自由度非线性动力学方程，深入分析由于导弹质心移动引起弹体姿态角度的两个重要因素，分别给出针对弹体自旋转角频率高，低不同情况时相应的控制策略，为进一步设计导弹控制系统奠定了坚实的基础。     

变质心再入飞行器的灰色预测PID控制

再入飞行器采用变质心控制不但可以保持较好的气动外形,还可以增大机动能力,但变质心控制较强的非线性和控制耦合特性使控制器设计成本和使用性能之间的协调非常困难。文章提出了一种基于灰色GM(1,1)预测模型的变质心PID离散控制器,首先依据变质心控制机理提出增加配平位置补偿的PID控制结构,然后采用GM(1,1)模型对配平位置和姿态控制偏差进行在线快速建模预测,最后将预测值应用于改进的PID控制算法以获得控制指令。仿真结果证明该变质心灰色预测PID控制相对常规PID控制具有更好的动态特性和非线性系统自适应能力,且仍具有较低的设计成本和较强的工程实用性。     

固定时间收敛的空空导弹直接力/气动力复合控制

针对带有直接力/气动力复合控制系统的空空导弹控制律设计问题,提出了一种基于固定时间收敛的滑模控制理论和动态控制分配技术的复合控制策略.首先,根据导弹纵向运动模型设计一种固定时间收敛的滑模控制器,获得建立导弹过载所需要的虚拟控制力矩,并实现过载跟踪误差在指定时间内收敛;其次采用动态控制分配技术将期望控制力矩分别映射到气动力和直接力装置;然后,通过李雅普诺夫理论证明了系统是固定时间收敛的,可以快速收敛到平衡点;最后通过数字仿真验证了所设计复合控制策略的有效性和可实现性.     

升力式再入飞行器大动压下横侧向RCS姿态控制方法研究

针对升力式再入飞行器大动压下横侧向快速、高精度RCS姿态控制问题,利用再入飞行器在大攻角状态下横侧向耦合明显,偏航通道对倾侧角的控制更高效、抗干扰能力更强的特点,提出了同时控制滚转和偏航跟踪倾侧角指令的策略,设计了以倾侧角控制为外回路,以滚转和偏航角速率为内回路的双回路动态逆控制器。通过滚转角速率控制器的改进设计保证了侧滑角在不受控状态下的收敛性,并分析了控制参数选择对侧滑角收敛特性的影响。将该控制器与采用常规解耦方式设计的控制器进行了仿真对比,结果表明,该方法有效解决了采用常规RCS控制方法时倾侧角在大动压再入条件下响应慢、抗干扰能力差的问题,提高了RCS在大动压下的控制能力。     

基于参考模型自适应控制的RCS研究

RCS控制策略决定了飞行器燃料消耗和姿态控制效果。以连续系统为基础,设计自适应控制律实时调整RCS控制系统的反馈参数,采用混合整数规划分配方法计算最佳的RCS开关逻辑,并对文献[5]中的飞行器模型进行仿真研究,结果表明此方法具有良好的控制效果及鲁棒性,为RLV再入时的控制策略提供理论依据。     

敏捷导弹直接侧向力与气动力复合控制策略

针对直接侧向力与气动力复合控制的敏捷导弹,提出了一种基于自抗扰控制方法和动态控制分配技术的复合控制策略。根据导弹纵向动力学模型设计自抗扰控制器,得到建立导弹攻角所需的期望控制力矩。采用动态控制分配将期望控制力矩映射到空气舵和固体脉冲发动机阵列,从而实现导弹对攻角指令的快速精确跟踪。自抗扰控制器具有对模型参数变化和外部扰动不敏感的特性,适用于敏捷导弹侧向喷流气动干扰较大的情形。动态控制分配技术则可以综合考虑执行机构的动态特性和饱和约束对期望控制力矩进行合理分配。仿真结果表明,本文提出的复合控制策略可以快速跟踪攻角指令,适用于敏捷导弹直接侧向力与气动力复合控制系统设计。     

再入飞行器横侧向耦合多变量姿态控制技术研究

结合多变量控制理论和定量反馈理论(QFT),设计了飞行器的横侧向耦合多变量姿态控制系统。通过飞行器的飞行仿真表明,多变量控制系统可以在存在较大不确定性的情况下,确保对横侧向指令进行精确跟踪,具有较强的鲁棒性。针对高速再入飞行器的弱气动条件下偏航控制不理想的问题,充分利用飞行器的多变量特性,利用副翼对偏航的耦合影响,用以协调控制偏航通道的姿态角。仿真结果表明,该方法达到了优化偏航通道控制的目的。     

一种基于博弈论的社交网络访问控制方法

社交网络是互联网中一种新型的网络服务,旨在帮助人们实现网络化交友和信息交流。然而,社交网络上可能存在潜在的个人隐私信息泄露问题,并引起学术界的关注。通过建立社交网络访问控制机制,可避免隐私信息泄露而导致的不良事件的发生。文中提出了一种基于博弈论的访问控制方法,对于"非朋友"类型的访问用户,在定义用户信任和其计算方法的基础上,结合访问双方的支付矩阵进行博弈分析,计算出被访问用户的混合纳什均衡策略,给出了访问控制的决策条件,最后结合实例分析了访问控制方法的有效性。     

一体化雷达散射截面计算方法研究

针对传统RCS分析中，目标建模与RCS计算的分立状态，提出了一种一体化计算方法。将RCS图形算法集成到CAD造型软件中，为目标外形设计和RCS分析提供了一个完整的解决方案。计算实例说明，这种方法不但能够满足精度要求，而且可以极大地简化前处理工作，提高目标设计的总体效率。     

基于BP网络横向磁场永磁电机调速系统的设计

文章针对横向磁场永磁电机非线性、强耦合的特点以及传统PI调节器存在超调和控制参数无法自适应的缺陷,提出一种基于BP神经网络的横向磁场永磁电机PI控制方案.该方案在分析电机矢量控制的基础上,建立了四相横向磁场永磁电机的数学模型,利用BP神经网络对PI调节器参数进行在线整定,通过自调整学习速率改进BP神经网络学习能力,实现电机跟踪性能和抗负载扰动性能的提高.实验结果表明,所采用的控制策略可行,在参数突变和突加负载时,均能够达到跟踪额定转速的效果,使系统具有良好的鲁棒性.     

基于定量反馈理论的攻击型无人机鲁棒飞行控制系统设计

针对攻击型无人机这一类参数大范围时变并且带有参数有界不确定性的对象,提出了一种基于定量反馈理论(Quantitative Feedback Theory,QFT)与预定增益控制理论相结合的飞行控制系统设计新方法,并基于该方法设计了攻击型无人机俯仰通道鲁棒飞行控制系统。仿真结果表明,所设计的飞行控制系统对于无人机全飞行包线内参数变化及参数有界摄动具有强鲁棒性。     

一种智能反步控制方法及其应用

针对反作用射流导弹的非线性和参数不确定性严重的特点,提出一种鲁棒自适应反步智能控制(Backstepping)方法。通过非特定的Lyapunov函数,采用遗传算法优化Backstepping镇定系数,得到适当的函数降低了当镇定系数不当时跟踪误差对控制律的影响。结合模糊小脑模型(FC-MAC)神经网络,推出系统参数不确定时的鲁棒控制律,克服了传统自适应反步法对模型不确定性要求线性有界问题。仿真结果表明,这种结合Lyapunov函数选择和参数优化的Backstepping方法鲁棒性强,受参数变化影响小。     

基于非回归矩阵的机器人鲁棒自适应跟踪控制

为了避免复杂的设计和在线计算，提出了一种新颖的鲁棒自适应控制策略，采用简单的多项式结构，只需了解系统的阶数和输出的位置及速度状态，计算一些相关的标量函数，避免了计算回归矩阵和其它矩阵。这种方法能够有效地补偿通常难于建模的摩擦力和外部扰动的影响，保证系统达到全局的指数渐近稳定或全局一致最后有界。仿真实验表明：这是一种行之有效的控制算法。     

多卫星协同飞行队形重构的整体优化策略

文章以整体燃料消耗少、时间短以及燃料消耗均衡为优化准则,研究多卫星协同飞行队形重构的整体优化问题。采用基于遗传算法的双脉冲路径优化策略,以燃料消耗最省和时间最短为优化指标,实现成员星的路径优化,采用0-1整数规划技术以整体性能指标最优,进行多卫星的整体队形重构规划和部署。分别以时间最短及燃料消耗最少为优化指标,兼顾燃料消耗均衡给出了2组仿真算例,对多星协同队形重构整体优化策略的有效性进行了比较分析,结果表明,从整体分配角度对多星路径进行规划,可进一步对整体性能进行优化。     

Collaborative application strategy of evasive maneuver and chaff jamming in the air combat

It is a vital technology for combat aircrafts to apply evasive maneuver and chaff centroid jamming collaboratively to reduce the threat from incoming air-to-air missiles. In order to escape from the radar track beam of missiles as soon as possible, we define the “Maximum normal acceleration of the track beam border” as the principle for evasive maneuver, and the stress analysis is carried out on the aircrafts before the corresponding maneuver strategy is acquired. We establish the aircraft-missile-chaff relative motion model, chaff motion and RCS dynamic change model, construct the chaff flare strategy which conforms with the principle of centroid jamming, and sum up the success of the collaborative application conditions. Simulation result shows that the maneuver is better than the traditional maneuvers and facilitates the pilot operation. When the centroid jamming is applied, the avoid effect is significantly increased with fewer chaff bombs.     

面向分布式实时系统的新型可信任务调度算法

目前许多面向关键领域的应用对实时系统提出了可信要求,研究可信的实时调度算法成为当前的研究热点。文章分析了当前公开文献中各种实时调度算法的缺陷,针对现有算法的不足,提出了一种适用于分布式实时系统的启发式可信调度算法,该算法以提高系统的可靠性和安全性为目标,一方面采用改进的主动副本复制技术,在多个处理机上有效分配实时周期任务,并支持对硬件失效和软件瞬时失效的处理,另一方面利用处理机对每个运行之前的任务进行安全性检查,有效防止了非法任务进入并破坏系统。仿真实验的结果表明,文中提出的算法DTSA相对于其它算法而言,在仅增加较少硬件成本的前提下,能够有效提高运行任务的可靠性和安全性。