基于粒子群算法的H∞鲁棒飞行控制系统设计

研究了应用混合灵敏度H∞控制理论设计飞行控制系统鲁棒控制器的问题．分析并提出了利用粒子群优化算法来优化H∞加权函数阵．找到了同时满足系统时域和频域性能要求的鲁棒控制器。以某型推力矢量飞机侧向运动为例进行仿真与设计。仿真结果表明。所设计出来的飞行控制系统不仅具有良好的鲁棒稳定性．还具有很好的鲁棒性能。     

飞机俯仰姿态的μ 鲁棒控制

针对飞机飞行条件变化引起的模型不确定性问题,基于μ控制理论设计鲁棒的俯仰姿态控制系统。根据干扰抑制原理将俯仰姿态控制系统设计转化为μ综合的一般框架,将鲁棒性能问题转化为广义系统的鲁棒稳定性问题。利用D-K迭代算法求解得到14阶的μ控制器,基于平衡截断方法将该控制器成功地降为4阶。对μ降阶控制器进行鲁棒性分析,结果表明μ控制能兼顾系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

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。     

基于鲁棒轨迹跟踪的直/气复合鲁棒控制设计

针对直接力/气动力复合姿态控制问题,将鲁棒轨迹跟踪控制与动态逆控制相结合,设计了一种基于鲁棒轨迹跟踪的直/气复合鲁棒控制姿态控制方法。该控制方法将鲁棒轨迹跟踪控制与动态逆控制有机融合进行虚拟控制设计,在慢回路动态逆设计的基础上引入鲁棒轨迹跟踪控制,抑制直接力控制对气动力控制的干扰,提高系统的鲁棒性。仿真研究表明,所设计的控制算法具有较好的控制效果,能够有效提高系统的鲁棒性。     

一种基于最优算法的导弹鲁棒稳定性评估方法

在对参数不确定性导弹控制系统进行多通道鲁棒稳定性评估时,传统方法在计算效率及结果可靠性方面存在不足。提出一种遗传-Nelder-Mead单纯形混合优化算法,利用遗传算法的全局搜索能力,寻找目标函数的近似最优解,并将其作为Nelder-Mead单纯形法搜索的初值,利用Nelder-Mead单纯形法局部寻优的优势,在近似解的邻域内搜索精确解。通过测试函数验证,算法在计算效率和计算精度方面都有很大提升。最后讨论了算法在导弹控制系统鲁棒稳定性评估中的应用价值。     

无人机飞行控制系统的μ综合设计

无人机鲁棒飞行控制系统采用μ综合设计构造其纵向姿态控制系统．其μ综合控制设计框架涉及广义标称对象、反馈控制传递阵、不确定模块及相应输入、输出等问题．断开控制器和不确定模块后，得到μ综合控制系统的开环结构，则设计转化为μ综合控制设计框架中对权函数的选择．选择并代入相应的权函数后，可得到广义飞机对象传递函数阵．数字仿真表明，据此设计的系统具有良好的动态特性和鲁棒稳定性．     

自主水下航行器非线性鲁棒动态逆姿态控制系统设计

为了解决消除或减小动态逆控制中逆误差对控制系统性能的影响,针对自主水下航行器(AUV)姿态控制系统,设计一种鲁棒动态逆控制器,利用动态逆控制方法可以直接对非线性系统实现精确线性化的特点,将AUV姿态控制系统等效成一个含有不确定性但已经解耦的线性系统,采用H_∞回路成形方法进行设计。通过数学仿真,考虑模型参数以及水动力参数不确定性的情况下,该方法在一定程度上有效地抑制了逆误差的影响,使控制系统具有较强的鲁棒性。     

基于QFT的导弹姿态稳定回路设计

定量反馈理论（QFT）是参数不确定性系统鲁棒控制比较成功的设计方法，导弹在发射及转弯过程中．系统模型参数具有较强不确定性。且弹体参数随时间连续变化。文中以某型巡航导弹俯仰通道为研究对象，将定量反馈理论控制律设计方法应用于巡航导弹俯仰稳定回路控制系统的设计之中。设计了该对象的姿态控制器并进行了仿真研究，仿真表明，所设计的控制律满足导弹不同特征点的鲁棒稳定性指标和跟踪性能，且与传统PID控制相比，系统的过度过程和超调量有了明显的改善。     

模糊控制与特征结构配置方法在飞行控制律设计中的应用

将特征结构配置与模糊控制理论相结合对飞机侧向偏离控制律进行设计.首先介绍了特征结构配置的原理和反馈增益矩阵的算法,在此基础上结合带优化修正函数的无量化模糊控制规则自调整方法对闭环系统进行鲁棒控制器设计.该控制策略以特征结构配置作为内环控制器,模糊控制器作为外环控制器,使控制系统具有较好的动态性能和较强的鲁棒性.仿真结果表明系统获得了较好的动态性能,并且有效抑制了内部参数摄动对系统的不良影响.     

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．     

基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验

针对三自由度直升机系统实验过程中受到外界干扰具有不确定性的问题,设计一种基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验方法。通过建立三通道姿态运动的动力学模型,利用鲁棒控制方法设计控制律,进行仿真实验,并将鲁棒控制程序用于直升机系统实物,利用H∞控制理论设计鲁棒控制算法进行半实物仿真实验。实验结果表明：仿真实验和半实物仿真实验均能较好地控制直升机姿态,系统模型存在不确定性或外界干扰不明确时,鲁棒控制算法仍能使姿态控制系统稳定并满足预期要求。     

基于满意滤波的目标图像跟踪

针对复杂背景下目标图像跟踪要满足区域极点与滤波误差方差指标约束问题,根据满意控制与满意估计思想[1],利用线性矩阵不等式法将跟踪系统的鲁棒满意估计问题转化为线性矩阵不等式组(LMIs)约束凸优化问题,给出了一种有效的满意滤波设计方法.通过这种方法进行满意波门设计,推演满意滤波算法,并以此对图像目标进行航迹跟踪实验,验证了相关结论.     

基于滑模变结构的无人直升机着舰控制研究

针对无人直升机着舰的特殊性,克服系统摄动、未建模动态及大气紊流的影响,提高舰载无人直升机着 舰的安全性和精度,基于滑模控制的方法分别设计了着舰控制系统的轨迹跟踪控制律和姿态控制律。采用基于输出 有界的twisting 控制器,通过轨迹跟踪算法保证生成有界的期望姿态角和总距;姿态部分采用小扰动线性化后的姿 态回路控制方程,设计了模型参考自适应滑模控制器,通过自适应项抵消外界干扰造成的误差,利用Lyapunov 稳定 性理论证明了系统的稳定性和跟踪误差收敛;通过仿真进行了实验验证。验证结果表明：所设计的控制器能够满足 无人直升机抗扰动和模型参数摄动的要求,并且设计方法简单,鲁棒性强,易于工程实现。     

基于人工鱼群算法的制导炸弹多目标鲁棒PID控制器设计

采用先进控制理论设计的控制器往往阶次较高难以应用于工程实践,PID控制是目前工程中应用最广泛的控制方法.同时控制系统几乎都需要满足多个性能指标的要求,因此提出了一种基于人工鱼群算法的多目标优化方法.分析了制导炸弹控制系统的多目标要求,然后在满足系统鲁棒性的前提下,选取内、外回路的时域指标作为多目标优化的子目标,求解了系统的Pareto最优解,决策者可以在Pareto解中选取需要的满意解进而设计制导炸弹多目标鲁棒PID控制器.数值仿真表明,人工鱼群算法可以快速搜索到多目标问题的Pareto解,所设计的系统时域性能和鲁棒性好.     

基于定量反馈理论的火炮随动系统鲁棒控制研究

针对火炮随动系统由于参数摄动及非线性扰动等因素导致控制精度不高的现象,提出一种基于定量反馈理论（QFT）的火炮随动系统鲁棒控制策略。在建立带有不确定参数的火炮随动系统模型的基础上,以某火炮随动系统为例,利用回路整形法设计控制器,分析验证该控制器作用下系统稳定性、跟踪性及鲁棒性,并研究带有参数摄动、输出扰动等情况下系统的时域响应。研究结果表明,所设计的QFT鲁棒控制器能够满足火炮随动系统性能指标要求,有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能,证明了该方法的有效性。     

变增益鲁棒控制在导弹姿控系统设计中的应用研究

针对最优鲁棒控制理论应用于导弹姿控系统设计中的原理缺陷,提出了导弹姿控系统设计中的变增益鲁棒控制方法.首先介绍了基于状态反馈的变增益鲁棒控制理论的基本原理,进而把它应用于姿控系统的设计并进行了仿真分析,之后就变增益鲁棒控制与最优鲁棒控制应用于导弹姿控系统的设计性能进行了比较分析,得出了一些有益的结论.     

无人纵列式直升机鲁棒保性能控制器

为解决无人纵列式直升机模型建立的不确定性等问题,提出一种鲁棒保性能控制器设计方法。以某个转 速配平点作为基准状态设计点,设计鲁棒最优保性能控制器,并通过仿真实验验证。实验结果表明：该方法能确保 系统具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性,实现姿态响应的整体平滑,姿态跟随快速,控制效果良好。     

基于差分进化算法的自行高炮随动系统PID参数整定

针对传统PID参数整定效率低且无法考虑构件间力元等因素对参数整定的影响问题,建立随动系统机电联合仿真模型,利用智能优化算法整定PID参数。建立了考虑行进间车体姿态扰动的随动控制系统模型,并结合上装虚拟样机建立随动系统的机电联合仿真模型,采用实车试验方法验证联合仿真模型的正确性。在此基础上,以时间乘以误差绝对值积分为优化目标函数,利用差分进化算法对PID参数进行整定,与原模型控制参数和遗传算法整定的参数进行比较。联合仿真结果表明：与原模型控制参数相比,使用差分进化算法整定的PID参数进行仿真,火力线控制误差的均方根值和标准差分别减少24.06%和25.20%,且收敛速度比遗传算法快;该建模方法和参数整定方法有效可行,对火力线控制精度优化具有理论参考价值。