临近空间高超声速飞行器的直接力与襟翼复合滑模控制

为解决升力体构型再入高超声速飞行器的欠驱动强耦合问题,提出一种直接力与襟翼的复合滑模控制方案。再入式高超声速飞行器由于热防护要求以两片体襟翼控制俯仰、偏航和滚转3个通道,强气动耦合所引发侧滑角的持续高频大幅抖动将造成副翼控制量长时间处于饱和状态,进而导致控制系统失稳。为抑制侧滑角的抖动并使其快速收敛,在偏航通道引入一对具有开关特性的侧喷发动机,将系统构建为一个复合控制系统,并基于线性二次型最优控制与滑模控制理论分别为襟翼和侧喷发动机设计了控制律。在两种指令跟踪情形下将复合控制与常规襟翼控制方案进行仿真对比。仿真结果表明,新的复合控制系统能有效地抑制偏航通道的抖振现象,且使侧滑角快速收敛,同时能够使攻角与滚转角快速稳定地跟踪制导指令。     

电液比例泵控试验系统控制特性研究

根据雷达天线车液压系统的工作特点,搭建了一套电液比例泵控试验系统,并对系统的工况和特性进行分析,提出了基于比例流量（Q）和比例压力（P）的复合控制策略,设计了一种基于神经网络的自适应PID控制器,对系统的压力和流量进行复合控制。利用AMESim仿真软件对该电液比例泵控系统进行了全数字化建模与仿真,仿真结果表明,所设计的复合控制器能较好地实现系统压力和流量的跟踪控制。对泵控系统进行试验,结果验证了所设计系统的可行性,为实际电液比例泵控系统的研究和应用提供了参考。     

基于干扰观测器和最优LQR的电液压系统的复合控制研究

随着电液压系统在自动控制领域的广泛应用,复杂工艺环境对其性能的要求也越来越高,但是模型不确定性和负载力矩干扰的存在阻碍了系统性能的进一步提升.针对干扰观测器(Disturbance Observ-er,DOB)在提高控制系统鲁棒性方面的优势,以及复合控制器在改善伺服系统跟踪性能方面的能力,提出了一种双环控制结构,即内环DOB与外环复合控制器相结合的方式.同时,在构造外环复合控制器时,采用状态空间设计的方法,并借助于最优LQR理论.计算机仿真结果表明,相比传统控制方案,所提出的双环控制方案可实现电液压系统更精确的位置跟踪以及针对建模误差和负载力矩干扰的更强鲁棒性.此外,该研究控制方案的结构较为简单,易于工程实现.     

混合型有源电力滤波器的复合电流控制策略

针对电网中非线性负载引起的谐波问题,提出了一种并联混合有源电力滤波器结构。基于此拓扑结构,建立了其数学模型,并设计了基于PI控制策略的电流控制器。针对传统PI控制方法补偿精度受带宽制约,补偿效果不理想的问题,提出了基于重复控制的电流双闭环控制方法,并设计了双闭环电流控制器。仿真和实验结果表明,该控制策略具有很高的稳态补偿精度,能够有效补偿由非线性负载引起的谐波电流。补偿后电网电流THD降低到5%以下,波形近似于正弦波。     

旋压机液压伺服系统位置压力复合控制研究

通过研究大直径薄壁管旋压机旋轮的压下控制,提出对液压系统采取位置闭环控制为主、压力闭环控制为辅的复合控制策略。液压缸与负载接触时,压力传感器将采集到的动态压力通过压力-位移转换模块反馈到系统的输入端,同时位移传感器的输出也作用于系统的输入端。首先建立了旋压机液压伺服系统位置-压力控制数学模型,然后利用AMESim软件进行仿真分析,验证该控制方式的可行性。结果表明:利用该控制方法不仅实现了压力、位置之间的实时测量、转换与调整,同时提高了大直径薄壁管旋压机液压伺服系统的响应速度、位置精度。     

基于HNC控制器的执行器电液位置速度复合控制与应用

针对执行器控制系统的高速、高精度要求且便于工程应用,提出基于HNC100的电液位置速度复合控制方法,保证执行器高速运动下定位精度高且超调小、运动过程速度可控,进而提高系统性能或产品质量。将HNC内置的两种控制模式即高速制动模式和位置闭环控制模式,分别应用于不同的速度与负载工况。高速制动控制模式适用于负载变化较小的高速精确定位工况,实现先开环、后闭环的制动控制,且具有速度修正功能,可有效调整过程速度;位置闭环控制模式适用于负载变化较大的场合,可预先对运行过程的位置与速度曲线进行预设,实现全程位置闭环控制,即可同时保证位置与速度精度。结合HNC控制器和现有实验设备,进行类比试验,结果表明：在不同速度与负载工况下,采用合适的HNC内置控制策略,可获得良好的控制性能,且调试简便,工程适应性强。     

基于变结构控制的气动力/直接力切换控制设计

为了减小脉冲发动机工作时喷流与外流场对弹体和气动舵面产生的耦合作用，提高气动力／直接力复合控制系统的性能，文中提出一种气动力／直接力切换控制方案，即在导弹末端攻击目标时断开气动力控制回路，只用直接侧向力控制。采用变结构控制设计飞行控制系统，实现气动力与直接力的平滑切换。数字仿真结果表明该方法能有效地提高导弹自动驾驶仪的快速性、鲁棒性，减小直接力机构与气动舵面之间的操纵耦合,显著改善导弹的脱靶量。     

复合控制浅析

着重分析了跟踪雷达伺服系统为改善其动态性能,引入顺馈复合控制来消除动态滞后误差的基本方法.     

导弹机动的混沌特性与控制能力分析

导弹在末段采用一定的机动方式是突破防御方导弹拦截的可能途径.突防的最核心思想就是使得拦截武器难以预测导弹的轨迹,因此应该尽量在很少损失射程的前提下,提高导弹轨迹的不可预测性.混沌是典型的通过确定性非线性系统产生有界不稳定信号序列的有效手段.由于对于初值极其敏感,使得得到的时间序列具有不可预测性,而最大Lyapunov指数正是其的定量描述.本文首先给出了通过时间序列计算最大Lyapunov指数的数值方法,随后按照机动导引配合的方法进行飞行控制并进行了定量分析,说明按照一定的程序设计可以保证弹道具有一定的不可预测性.在这一过程中,指出了由于导弹弹体惯性和控制的能量限制,使得目前对于参考信号的跟踪能力有限,使得轨迹的不可预测性具有一个限度,随后指出了一种具有提高这种限度的工程方法.考虑到为了能够真正突破采用气动力/直接力复合控制体制的拦截导弹的防御,采用与其同样的体制进行末段突防可能是一个未来可以进行研究的方向.     

拦截导弹直接力和气动力复合控制问题研究

以拦截导弹直接力和气动力的复合控制系统为研究对象,首先建立了导弹的数学模型,分析了侧向喷流与来流的干扰现象,建立了通过干扰放大因子来描述的侧喷与来流的干扰模型,然后设计了基于动态逆方法的直接力与气动力的复合控制系统,最后仿真分析比较了纯气动控制和复合控制的控制效果.