地空导弹视线指令制导系统目标跟踪装置模型研究

文中对地空导弹视线指令制导系统中的典型目标跟踪问题进行了研究．为了实现高精度的跟踪，将目标跟踪装置设计成二阶无静差系统。首先根据目标视线角运动和跟踪精度指标进行初步设计。其次，考虑到雷达接收机中的热噪声对雷达天线颤动的影响．根据等效噪声带宽进行动态设计，最后通过时域仿真微调设计参数值以获得较好的动态品质。     

共轭零点配置Ⅲ型结构无静差伺服系统

提出了用共轭零点配置Ⅲ型结构无静差伺服系统的目标函数，并对系统的精度、抗扰动性能和动态响应性能进行了分析；理论分析与实践表明，在同等条件限制下，采用共轭零点配置Ⅲ型系统较实零点配置方法明显缩短了扰动恢复时间、提高了系统开环增益，因而提高了稳态精度。在有强负载扰动的小高炮伺服系统的设计与应用中，具有明显的优点。     

一种基于仿人智能的无模型自动跟踪控制算法

为了解决复杂过程难于实施数学建模控制,探讨了一种基于仿人智能的无模型自动跟踪控制算法。文中指出了复杂过程控制中存在的问题,讨论了无模型控制的本质与无模型控制算法,基于仿人智能研究了人类对过程实施控制的流程,构造了一种启发式的自动跟踪控制算法。以二阶大滞后过程控制为例,实验仿真良好的跟踪曲线特性验证了该算法的优秀控制品质,表明文中所构建的无模型自动跟踪控制算法是可行与合理的。     

空射飞航导弹姿态控制的一种自适应方法

为解决空射飞航导弹气动力矩导数不确定条件下姿态控制问题,基于动态逆和非线性系统无源性稳定理论设计了一种姿态自适应控制器.该控制器包括控制律和参数估计器两部分.控制律根据估计器提供的对象参数估值在线调整控制参数.采用李亚普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性.数值仿真表明该方法在保证参数估计误差有界的同时实现了导弹对姿态角指令的快速无静差跟踪.     

一种提高导引头跟踪精度的方法

分析了现代导弹使用导引头经典角跟踪系统时存在的问题，提出了在一种提高导引头跟踪精度的方法。该方法利用角度卡尔曼滤波和多普勒跟踪回路的信息，估算出目标视线角速度，并且在角跟踪回路中增加了一项速度控制，既减小了系统的静差，又减小了随机误差，使角跟踪系统能满足现代导弹的要求。     

一次预压静标铜柱静动差修正方法

针对静标铜柱用于动态压力测量存在着严重静动差的问题,分析了静标铜柱一次预压测压方法的使用特点,以8×13铜柱为例,采用量纲分析和相似理论,建立了一次预压静标铜柱静动态修正公式,旨在减小或消除静动差;对测量结果进行修正,为减少静标铜柱测量误差提供了一种实用的修正方法,提高了测量准确度,同时可恢复大量静标铜柱测量结果,为研制各类兵器及弹药提供可信的压力数据,也为从事枪弹研究和武器测试的科研人员提供参考。     

地空通信测控系统伺服环路数字控制器

作为地空通信测控系统伺服分系统的核心部件,数字控制器需要满足不同角度范围的跟踪需求。针对小角度范围,采用自适应二阶无静差PID控制器实现;针对大角度范围,采用开关控制实现;并从方位支路和俯仰支路2个方面讨论了系统跟踪误差。分析结果表明:该控制器实现了对速度输入量的误差跟踪和快速最优控制,并保证天线的稳态性能和动态性能,足以满足系统跟踪的精度需求。     

火力线跟踪与瞄准的鲁棒控制

无人炮塔火力线调动过程中,火力瞄准机构运动使动力系统参数摄动,而连续射击时的冲击又使系统有较大外部干扰.针对火力线动力系统中这两个不确定性因素,提出非奇异终端滑模变结构鲁棒跟踪控制方法.该控制策略中,控制结构不变部分使火力线标称动力系统渐近稳定,控制结构变化部分使上界已知的不确定动力因素得到抑制和补偿.通过对某无人炮塔一火炮动力系统的仿真实验,验证了所提方法的有效性.该方法还为某些武器发射平台高精度瞄准控制设计提供有益参考.     

基于卡尔曼滤波的无源雷达目标跟踪分析

提出了一种基于卡尔曼滤波的无源雷达目标跟踪方法.利用无源雷达所测得的运动目标的二维不全信息, 根据卡尔曼滤波迭代估算出目标的位置.简要对无源雷达组网中的信息转换和航迹融合问题进行了讨论.对目标的仿真结果表明, 该算法具有良好的跟踪性能.     

RSS巡航导弹的变结构控制

放宽静稳定度可有效地提高导弹的性能，但对控制系统提出了更高的要求，研究放宽静稳定度巡航导弹的变结构控制。与古典ＰＩＤ控制相比，变结构控制方法不令快速性好，无超调，而且对导弹静稳定度的变化具有较强的鲁棒性，并提高了系统的控制精度和抗干扰能力。     

基于角速率的低配置小型无人机高度控制律设计

采用鲁棒伺服最优控制方法(robust servo linear quadratic regulator,RSLQR)设计了基于角速率的某小型无人机高度控制律。该方法将鲁棒指标和时域控制品质相融合,将跟踪误差扩展到系统动态模型中,利用线性二次型最优控制理论,设计了控制律结构和参数,实现了高度的无静差控制,保障了控制器的鲁棒性能。与常规控制器对比结果表明：基于角速率的控制器具有良好的高度跟踪效果和抗干扰能力,满足了小型低配置无人机的飞行控制要求。     

基于二阶平滑的巡航导弹航路跟踪控制

针对巡航导弹航路的精确跟踪控制问题,采用对称极多项式曲线对初始折线航路进行平滑,并基于反馈线性化方法和最优控制理论设计了轨迹跟踪控制器。基于“提前转弯式”的航路平滑思想,用对称极多项式曲线航路替换存在夹角的相邻航路段的部分航路,实现飞行航路的二阶平滑过渡; 采用基于“虚拟目标”的航路跟踪方法建立了巡航导弹轨迹跟踪误差状态方程,并采用线性二次最优控制理论设计了轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,基于对称极多项式曲线的平滑航路曲率连续,且满足导弹机动性能约束,能够有效减小航路跟踪误差,实现巡航导弹的精确航路跟踪。     

机器鱼双闭环正弦形轨迹跟踪控制方法

为实现机器鱼位置和姿态的实时轨迹跟踪控制,通过将姿态控制作为内环、位置控制作为外环的方式设计双闭环控制算法。内环通过采用滑模控制器使得其收敛速度大于外环,保证闭环控制系统整体稳定性,通过李亚普诺夫稳定性定理证明机器鱼位置姿态双闭环控制系统具有渐近稳定性。仿真结果表明：该方法可有效控制机器鱼纵垂面轨迹的实时追踪;实验中机器鱼完成预设运动共耗时12 s,其轨迹最大误差和平均误差分别为0.078 m和 0.052 m,验证了双闭环算法在机器鱼轨迹跟踪控制中的有效性和高效性。     

基于终端滑模面的导弹滑模控制器设计

为了研究滚转导弹的非线性控制特性,基于导弹简化的非线性动力学模型,采用基于趋近律的滑模控制器设计方法,设计了含有过载跟踪误差及其积分的自适应终端滑模面,使系统的状态在一开始到达并维持在滑模面上; 采用双曲正切切换函数代替符号切换,以消除系统存在的抖振; 根据滑模运动的渐进稳定性及其动态品质,设计满足要求的滑模变结构控制律; 进行了控制算法的Simulink仿真。结果表明:在纵横向过载指令均为1的条件下,跟踪误差近似为0,说明滑模控制策略是解决滚转导弹非线性控制问题的有效方法之一。     

一种Terminal滑模制导规律研究

为拦截高速、大机动目标,建立了纵向平面内的拦截器-目标非线性相对运动学模型,基于Terminal滑模控制中滑模面上的跟踪误差能够在有限时间内收敛到0的思想,设计了纵向平面内的Terminal滑模制导律,并结合Lyapunov稳定性理论对其稳定性进行了证明推导;将继电特性连续化的方法引入到制导律设计中,实现了准滑动模态控制.仿真表明,所设计制导律能使视线角速率在有限时间内收敛到0.该制导律符合动能拦截器可用过载小、燃料受限、对脱靶量要求高等要求,具有一定的工程应用价值.     

机器人战术靶示教路径采样和跟踪控制

针对机器人战术靶在实际战术演练中需实现任意路径的跟踪控制,提出一种示教路径采样和跟踪控制策 略。基于2 种示教分别制定路径点采样策略,其中：在线示教人工远程操作机器人战术靶行走,构建基于行驶距离 和转弯半径的路径点采样策略;离线示教通过上位机在地图文件上编辑定义一系列离散的路径点来完成示教路径的 绘制。路径再现阶段读取之前存储的示教路径,采用节点跟踪切换控制策略、速度分段控制策略、基于航向和偏距 组合误差的方向控制策略来控制机器人对路径的跟踪。在物理样机上对算法进行验证,结果表明：机器人战术靶可 很好地对任意复杂示教路径进行跟踪,其中路径跟踪偏差小于0.3 m,各路径点到点跟踪速度偏差小于5%。     

自动驾驶履带车辆鲁棒自适应轨迹跟踪控制方法

针对野外环境中自动驾驶履带车辆轨迹跟踪控制问题,考虑建模误差、参数不确定性及外界随机强干扰,以强鲁棒性及精确跟踪为目标,提出一种基于误差符号鲁棒积分的自动驾驶履带车辆鲁棒自适应轨迹跟踪控制方法。基于拉格朗日动力学方程建立自动驾驶履带车辆的运动学与动力学耦合模型;采用自适应控制方法实现对模型的精确前馈补偿,抵消模型非线性的影响;通过误差符号鲁棒积分有效抑制外界干扰及不确定性的影响;利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的全局渐进稳定性与收敛性。对仿真结果进行了实车实验一致性验证。仿真和实验结果证明：该方法在存在建模误差、参数不确定性、外界干扰条件下,在实现自动驾驶履带车辆高精度轨迹跟踪控制的同时,具有较强的自适应和鲁棒性。     

带落角约束的有限时间收敛末制导律研究

针对导弹末制导过程中的终端落角约束的问题,基于滑模控制和有限时间控制理论,设计了一种有限时间收敛末制导律。利用终端滑模控制中滑模面上的跟踪误差能够有限时间收敛到0的特点,选取终端滑模面,引入落角约束项,采用有限时间稳定性理论对导引律的有限时间收敛特性进行了证明,并给出了收敛时间的数学表达式。将该末制导律与其他2种带落角约束的导引律进行了对比仿真。结果表明,利用该制导律,制导武器能以更高的命中精度和更小的落角偏差命中目标。     

基于扩张状态观测器的火箭炮耦合系统反步控制

针对存在参数摄动、冲击力矩大的火箭炮位置伺服系统的控制问题,建立了火箭炮位置伺服系统的机电耦合模型,基于扩张状态观测器提出了一种反步控制策略。该方法运用扩张状态观测器以实时估计控制系统的外界负载扰动,选择合适的Lyapunov函数,得到了使系统跟踪误差有界的调整策略。仿真和试验结果表明,该方法不仅保证了系统的静、动态特性,而且对参数摄动具有较强的鲁棒性。研究结果为进一步完善控制器理论结构及实践应用提供了参考依据。