Robust parametric approach for tracking control of an air-breathing hypersonic cruise vehicle

To realize the stabilization and the tracking of flight control for an air-breathing hypersonic cruise vehicle, the linearization of the longitudinal model under trimmed cruise condition is processed firstly. Furthermore, the flight control problem is formulated as a robust model tracking control problem. And then, based on the robust parametric approach, eigenstructure assignment and reference model tracking theory, a parametric optimization method for robust controller design is presented. The simulation results show the effectiveness of the proposed approach.     

新的捷联惯性导航划桨误差补偿算法

针对实际捷联惯性导航系统解算中的圆锥误差和划桨误差,结合已解算出的当前时刻之前两个周期的姿态信息对旋转矢量进行修正的算法,利用算法的对偶性原理,将该算法应用于划桨误差补偿算法中。在划桨运动下对该算法进行了仿真,仿真结果表明,该划桨误差补偿算法具有与解析解相当的精度。     

刚体航天器姿态跟踪的高阶滑模控制器设计

针对存在参数不确定性和外加干扰的刚体航天器的姿态跟踪控制问题,提出一种基于高阶滑模的姿态跟踪控制方法．首先介绍高阶滑模控制的基本原理,并建立基于修正罗德里格参数描述的航天器数学模型;然后采用李雅普诺夫第２法推导出高阶滑模姿态控制律．理论分析和仿真结果均表明,该方法能够有效消除系统抖振,实现航天器姿态跟踪的精确定位,并且系统具有全局稳定性和鲁棒性．     

超空泡航行体控制效果的视景仿真研究

为了逼真地模拟超空泡航行体的航行状态及控制效果,采用虚拟现实技术开展了超空泡航行体控制效果的可视化仿真研究,开发了相应的仿真软件平台.在超空泡航行体动力学模型及空泡复杂形态计算的基础上,选择合适的控制器,结合虚拟现实技术对超空泡航行体控制效果进行了三维立体视景仿真.研究结果表明,该视景仿真系统能够模拟超空泡航行体的水下运行环境、空泡的生成过程、航行体航行姿态的动态变化过程等,有利于获得超空泡航行体控制效果的清晰、直观的认识,为超空泡航行体控制问题的研究提供了一种便捷有效的研究途径.     

带有大型挠性网状天线航天器的鲁棒H∞控制方法

针对带有大型挠性网状天线航天器存在的挠性结构不确定性问题,提出了基于比例微分(PD)结构滤波器的鲁棒H∞双层反馈控制方法,第1层采用经典的PD+结构滤波器,确保刚体部分双积分环节稳定,第2层在提取第1层标称模型后,给出通用加权函数,通过构造增广模型得到鲁棒H∞控制器.该控制器结构简单,适合工程应用.通过仿真表明,本方法相对于传统PID+结构滤波器方法能够快速稳定三轴姿态;当结构参数变化较大且三轴姿态偏置为动态时变时,有可能导致传统方法失稳,而本方法具有较强的鲁棒适应性,仍能完成航天器天线的指向任务.     

非线性基准系统的输入受限输出反馈动态脉冲混杂全局调节器设计

针对非线性控制中出现的基准系统——转动作动/平移校正系统,设计了一个输出反馈动态脉冲混杂控制器来实现系统的全局调节。该控制器的设计综合了欧拉-拉格朗日系统控制中常用的能量整形加阻尼注入原理及非线性系统扩展LaSalle不变集原理的有关结果。从能量耗散的角度定性地说明了该控制器的优越性。计算机仿真结果表明,其控制性能优于连续的饱和无源控制器并且具有较强的鲁棒性。     

一类结构不确定性的离散时滞大系统的分散镇定

研究了一类离散时滞大系统的时滞相关鲁棒分散镇定问题, 系统的不确定与标称系统具有结构相似性. 通过构造性的差分格式, 将时滞相关鲁棒分散镇定控制器的存在条件转化为一列线性矩阵不等式的可行解问题. 提出了控制时滞及控制器的时滞鲁棒性概念, 在获得分散镇定控制器的同时给出了鲁棒时滞上界的求解, 因此比现有文献的结果更具有实际应用价值.     

连续系统观测时滞的H∞控制

研究一类连续系统观测时滞的H∞控制问题．基于Krein空间的重组新息分析方法,给出了观测时滞系统H∞输出反馈控制问题的解存在的充要条件．H∞输出反馈控制器依赖于一个倒向Riccati方程和一个正向Riccati方程的解．与传统的方法相比,重组新息分析方法不需要增广系统的维数。从而减少了计算量．仿真例子验证了该方法的有效性．     

广义系统多传感器信息融合Kalman状态预报器

研究了广义离散随机线性系统的多传感器信息融合状态估计问题。依据Kalman滤波理论,在线性最小方差信息融合准则下,推导出广义系统分别按矩阵、对角阵和标量加权的三种多传感器信息融合Kalman预报器,并给出了两个广义子系统之间的预报误差互协方差阵的计算公式。仿真说明,融合后的Kalman预报器的精确度高于每一个子系统;按标量加权信息融合Kalman预报器与按矩阵加权和对角阵加权信息融合Kalman预报器相比,虽然精确度有所降低,但损失不明显,并可减少计算负担,便于实时应用。