制导弹药方案弹道跟踪与控制

研究飞行制导优化问题,针对一种旋转制导炮弹,为了保证弹道跟踪的精确性.提出设计输出指令为加速度值的高性能非线性制导律,并采用过载控制方案设计了制导控制系统.选择弹道上的参考点,利用GPS得到的制导弹药飞行位置及速度信息,得出一种非线性过载制导信号控制飞行器跟踪曲线弹道.采用非线性过载制导指令作为制导外环,加速度自动驾驶仪作为控制内环,根据变结构控制理论设计了自动驾驶仪.对设计的制导控制系统进行了数字仿真.仿真结果表明,非线性制导律及加速度自动驾驶仪能够保证制导弹药准确地跟踪设计轨迹,使跟踪误差处于合理范围内.     

惯导解算误差的自动驾驶仪设计方法

空空导弹在应急发射时,主、子惯导未进行传递对准,会导致自动驾驶仪调参出现误差;针对这个问题,提出了一种参数空间方法与变结构控制相结合的控制方案;采用参数空间方法设计自动驾驶仪阻尼回路,实现对弹体的增稳作用;采用基于趋近律的积分型变结构控制设计自动驾驶仪过载回路,实现对过载指令的精确跟踪;对标称状态下设计的自动驾驶仪,在惯导解算误差条件下进行校核;仿真结果表明,该方法在自动驾驶仪出现调参误差的情况下,可以有效提高控制系统稳定性。     

基于自适应滑模控制的自动驾驶仪设计与仿真

研究弹体纵向过载自动驾驶仪优化控制的设计,为保证系统稳定性,采用具有自适应滑模控制结构的系统对外界干扰具有较强的鲁棒性。以经典的比例-积分结构形式的导弹自动驾驶仪模型为基础,使系统在对外部干扰因素具有一定的鲁棒性,设计并加入了自适应滑模控制结构系统,滑膜控制结构采用开关函数闭环回路结构形式,通过系统仿真分析表明,在存在随机干扰时,系统具有鲁棒性,满足实际工程要求。     

空空导弹大攻角俯仰自动驾驶仪设计

研究导弹自动驾驶仪优化控制问题,针对空空导弹在大攻角飞行过程中,系统的空气动力学特性存在强非线性耦合和参数不确定性,引起系统稳定性差.为了提高系统性能,在导弹俯仰运动的非线性数学模型的基础上,以导弹攻角为被控信号,舵偏角指令为输入信号,提出采用反馈线性化方法对导弹模型进行线性化,然后运用变结构控制理论进行控制器设计.控制器结构简单,易于实现,能够抑制被控对象中存在的不确定性.并通过数学仿真与全状态反馈控制方法设计的控制器进行了比较.结果表明采用反馈线性化和滑模变结构方法设计的控制系统对气动参数摄动和外部扰动具有较强的鲁棒性.     

战术导弹自动驾驶仪变结构控制设计与仿真

为了使战术导弹自动驾驶仪对导弹的内在参数变化等因素有较强的适应能力和鲁棒性片保证系统能够达到期望的性能指标要求,根据变结构理论对其进行了重新设计.先把战术导弹的典型自动驾驶仪回路简化为二阶线性变参数模型,并根据一条弹道上的导弹自动驾驶仪参数计算出其参数的变化范围.经严格推导了系统存在滑动模态的充分条件下设计了滑模变结构控制器对其进行控制.结论是,变结构控制方法对导弹内在参数大范围剧烈变化和外在环境扰动等因素具有较强的适应能力和鲁棒性.通过数字仿真验证了所设计的滑模变结构控制方法的正确性和有效性.     

导弹非零给定点LQR自动驾驶仪设计

静不稳定控制技术是提高空空导弹机动性能的有效手段.针对静不稳定导弹的控制问题,基于非零给定点线性二次型调节器(LQR)理论设计了纵向两回路自动驾驶仪.首先给出一种基于英美弹体坐标系的静不稳定导弹状态空间模型,引入加速度计到质心的距离参量;然后使用非零给定点输出调节器理论,推导了针对一般状态空间表达式描述的系统的最优控制问题,求得了通用解和自动驾驶仪的结构和参数表达式;最后根据经典控制理论对权重系数的选择进行理论研究和仿真分析,并对所设计自动驾驶仪的鲁棒性能以及引入加速度计到质心的距离变量对控制效果的影响进行仿真分析.结果表明所设计的自动驾驶仪有较强的鲁棒性,对静不稳定导弹起到了较好的控制作用.     

飞航导弹自动驾驶仪系统控制方案研究

为了克服飞航导弹运动过程中的非线性、时变性和不确定性对自动驾驶仪系统性能的不良影响,进一步提高导弹的飞行质量,对自动驾驶仪系统及其采用的控制方案进行了研究;首先对系统的整体结构进行了分析,然后在介绍经典PID方案的基础上,分别采用模糊自调整PID方案和神经网络自适应PID方案设计了导弹姿态运动控制器,最后进行了仿真实验;仿真结果的对比展示了所设计控制器良好的品质,验证了将模糊控制和神经网络应用于飞航导弹自动控制中的可行性和有效性,为其它非线性控制理论与导弹传统控制相结合以进一步提高导弹控制系统的性能奠定了基础。     

基于干扰抑制控制的飞行器姿态跟踪

本文针对飞行器姿态跟踪控制问题, 考虑系统的内部模型不确定性和外界扰动, 设计了使跟踪误差一致最终有界的控制器. 以四元数为姿态参数, 建立系统的非线性误差模型; 将控制系统分为内环观测器和外环控制器分别设计, 其中, 线性扩张状态观测器作为系统内环将实际系统补偿为标称模型, 而外环非线性控制器则用于镇定非线性标称系统. 最后, 利用Lyapunov理论得到了一致最终有界的稳定性结论, 并基于频域理论, 分析了线性扩张状态观测器阶次对系统性能的影响. 姿态跟踪实验表明, 本文设计的控制系统能够有效实现飞行器的姿态跟踪控制.     

基于前馈—反馈控制导弹自动驾驶仪鲁棒稳定性分析

针对一类前馈—反馈的气动力/直接力复合控制导弹自动驾驶仪结构特点,基于对直接力喷流装置放大因子与攻角的对应关系和直接力寄生回路的耦合机理的分析,完成了气动力/直接力复合控制系统的非线性建模,并采用Lyapunov非线性稳定性理论,对复合控制导弹自动驾驶仪的鲁棒稳定性问题进行了证明,给出了采用气动力/直接力复合控制导弹自动驾驶仪的稳定域,具有较好的工程参考价值。     

航空布撒器倾斜转弯自动驾驶仪设计与仿真

航空布撒器动力学具有非线性、强耦合、大参变的特点.针对动力学模型耦合和气动系数不确定性,给出了倾斜转弯自动驾驶仪的三通道独立设计方法.首先,采用混合灵敏度理论设计俯仰和滚转通道自动驾驶仪,以保证弹体在大空域范围内有较好的指令响应特性和稳定性.针对快速滚转引起的耦合,在偏航通道中引入攻角和滚转角速率信息,实现滚转/偏航运动解耦,抑制侧滑角.全弹道仿真表明,该方法设计的驾驶仪能适应大范围的气动参数变化,具有很好的鲁棒性,并能有效地实现倾斜转弯控制的好r forl coordinated law for yaw channel is givenaft Using .