飞航导弹增益调度AWCT PID自动控制系统设计

针对大空域机动反舰导弹飞行空域大、速度变换范围大的特点,本文采用增益调度的方法来设计其控制器.在理想弹道计算的基础上,选取特征点;在每个特征点,将对象简化为一个二阶环节来近似.针对切换型增益调度方法增益切换时以及两种控制模态切换时稳定性及动态性能降低的不利影响,设计了Anti-Windup and Conditioned Transfer(AWCT即反饱卷与条件传函)补偿,有效地降低了Windup(饱卷)效应.同时,这个补偿器对于舵饱和等控制受限情况的不利影响也有着很强的抑制作用.特征点的仿真以及全弹道仿真均验证了该控制系统的有效性.     

基于切换增益变结构控制的导弹自动驾驶仪设计

为了提高经典三回路自动驾驶仪的性能,对采用尾舵控制的弹体对象设计了切换增益变结构控制自动驾驶仪.采用切换增益变结构控制的闭环响应特性对弹体参数的变化不敏感.控制量是光滑的避免了对执行机构有害的频繁切换.采用增益调度技术可以容易的获得全空域的控制器设计.仿真结果表明了设计方法的有效性.     

大空域机动巡航导弹的模糊PID控制器设计

针对大空域机动巡航导弹下降转平飞过程中出现的强非线性特点．在俯仰通道设计了模糊PID双模控制方案。以高度误差和该误差变化量为输入．以高度误差为阀限．在高度误差较大时采用响应迅速的模糊控制器．较小时采用稳态精度较高的PID控制器。最后通过仿真表明通过该方案所控制的弹道符合方案弹道．满足设计指标要求。     

大空域机动反舰导弹纵向通道姿态控制指令设计

针对基于姿态控制的导弹控制系统，设计了纵向通道的控制指令，并在VC 6．0下进行了全弹道仿真。仿真结果表明，所设计的控制指令能够保证导弹完成大空域内的机动飞行。     

基于虚拟导引的程序弹道快速生成技术

针对导弹飞行空域不断加大的需求，传统的程序弹道设计方法显得过于烦杂，并且对于设计人员的能力要求比较高。针对以上问题，本文通过引入具有终端约束的视线角虚拟导引技术，实现了大范围内程序信号的自动生成，极大地降低了设计人员的负担。数学仿真显示了这种方法的有效性。     

带落角约束的反舰导弹变结构中制导律研究

基于虚拟目标的概念，提出了一种带落角约束的变结构中制导律。反舰导弹从各种不同的高度进行发射，在该中制导律的控制下均能成功地实现大空域变轨弹道。在大空域飞行中，反舰导弹的法向过载也比较。最后进行了大空域变轨弹道的仿真，仿真结果证明了所提出的变结构中制导律的有效性。     

导弹故障检测的一种工程方法

试提出一种工程化设计方法来解决导弹的在线故障检测问题.该方法基于"增益调度"的思想,通过在设计飞行包线上选取合理的特征点,利用在特征点线性化的方法将导弹在设计包线上的动力学特性转化为一组线性时不变模型来表示.利用全频域或部分频域的性能指标H∞、H-,针对模型组中的每一个LTI模型设计结构形式一致、增益矩阵不同的故障检测滤波器. 利用最近提出的通用KYP定理和其他工具可以将每个特征点的故障检测滤波器增益设计问题转换为一个多维目标优化问题.仿真表明了该工程方法的有效性.     

大空域机动滑翔弹控制方案研究

针对导弹大空域作战大机动、高过载的要求,对BTT控制技术的工程化进行了研究,提出了BTT制导方案和姿态控制方案：在导弹初始调姿段采用STT控制方式,在导引飞行段采用BTT控制方式的BTT/STT混合控制模式,并开展了工程化设计工作;以某滑翔弹为例,开展了六自由度仿真试验。仿真试验结果验证了设计方案的可行性,BTT/STT混合控制模式能够发挥两种控制方式的优点,并可实现切换过程的姿态稳定性。采用该方案的滑翔弹可以适应不同的射程范围,具有较强的弹道机动能力。     

实现大空域变轨的最优制导律研究

为了对抗敌方预警系统的跟踪、预测以及远程防空导弹的拦截,反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道.将弹目相对运动分解为俯仰和航向两个平面内的运动,考虑了制导过程中能量消耗最小以及末端角度要求,分别设计了两个平面内的最优制导律.利用该制导律可以引导反舰导弹向大空域内任何虚拟目标进行变轨机动,从而实现了各种各样的大空域变轨弹道.只要虚拟目标参数设置合适,反舰导弹的各项性能指标均能满足要求.弹道仿真表明了所设计的最优制导律的有效性.     

滑翔制导炸弹变增益鲁棒控制器设计与仿真

针对滑翔制导炸弹,提出了一种变增益鲁棒控制器设计方法.通过将作战空域划分为几个小空域,并在其中一边界点对线性化后的系统,采用双回路鲁棒设计方法,设计满足系统性能和动态性能的鲁棒控制器.然后在各个边界点,采用插值方法将控制器内回路设计成与高度和速度相关的连续变增益控制回路,使内回路控制参数随着滑翔制导炸弹的飞行状态变化而变化,从而提高系统的性能.仿真结果表明,设计的控制器具有良好的时域响应性能,可以控制滑翔制导炸弹在大范围飞行过程中稳定,获得了满意的控制效果.     

大潜深AUV纵向变结构控制研究

针对大潜深AUV大幅变深时弹道参数变化显著、小扰动线性化模型偏差大的问题,提出了一种易于实现的纵向运动变结构控制方法.设计了控制切换函数和控制算法,分析了系统在状态空间内的运动,证明了切换面的可到达性和控制算法的稳定性,给出了消减控制抖振的改进方法.应用Simulink编程,进行了AUV六自由度运动仿真.仿真结果表明,采用改进的纵向变结构控制,AUV变深速度快、航迹平滑,控制效果好.     

一种用于大空域靶弹的高度控制系统优化设计方法

作为多用途的靶弹,必须在大空域平飞.针对研究对象,在高度控制系统设计中,引入多目标多约束的随机射线优化方法.在约束条件一定的情况下,合理选择俯仰角稳定回路和高度稳定回路控制参数以及各种程序指令信号的大小和工作时间,使得靶弹的上升时间最短,超调量接近于零.全弹道仿真结果表明,用这种优化方法所设计的高度控制系统能成功实现所要求的大空域平飞.     

尾翼稳定火箭弹高空气动力与弹道特性研究

针对新型弹箭的射程增大和飞行空域的大幅度提高,文中研究了尾翼稳定弹箭的主要气动力特性随海拔高度增大的变化规律以及对飞行弹道特性的影响。结果表明,随海拔高度增大阻力系数增大及压心系数减小对弹道特性的影响应该引起重视,在飞行弹道高度大于30km的远程弹箭飞行动力设计和弹道仿真计算中应该考虑空气动力系数随高度的变化。     

反舰导弹的非线性变结构制导律研究

为了对抗敌方远程舰空导弹的拦截，提高突防能力，反舰导弹的飞行弹道应采用大空域变轨弹道。基于虚拟目标的概念，建立了导弹一虚拟目标的空间追逃模型，设计了一种考虑末端落角约束的非线性变结构制导律。先设置不同的空间虚拟目标，然后，利用所设计的制导律引导反舰导弹去追踪虚拟目标，反舰导弹即可实现各种各样的大空域变轨弹道。只要虚拟目标的参数设置合适，导弹在飞行中各项性能指标均能满足要求。弹道仿真表明：所设计的制导律是很有效的。     

基于虚拟导引的程序弹道快速生成技术

针对导弹飞行空域不断加大的需求,传统的程序弹道设计方法显得过于烦杂,并且对于设计人员的能力要求比较高.针对以上问题,本文通过引入具有终端约束的视线角虚拟导引技术,实现了大范围内程序信号的自动生成,极大地降低了设计人员的负担.数学仿真显示了这种方法的有效性.     

带落角约束的反舰导弹变结构中制导律研究

基于虚拟目标的概念,提出了一种带落角约束的变结构中制导律.反舰导弹从各种不同的高度进行发射,在该中制导律的控制下均能成功地实现大空域变轨弹道.在大空域飞行中,反舰导弹的法向过载也比较小.最后进行了大空域变轨弹道的仿真,仿真结果证明了所提出的变结构中制导律的有效性.     

基于神经网络的导弹倾斜变增益控制

变增益控制是导弹控制常用的方法,其基本做法是在设计局部控制器的基础上采用增益调度的方法在多个控制器之间进行切换.由于前向神经网络可以任意精度逼近任意连续函数,所以可以利用该特性来拟合控制器的增益变化函数,达到实时计算控制器增益的目的.     

制导炸弹模糊变结构滚转自动驾驶仪设计

针对制导炸弹控制系统工作在大空域下参数时变特点,设计了基于模糊滑模控制的变结构滚转自动驾驶仪.以某型制导炸弹为例进行了有初始滚转扰动下的六自由度全弹道数字仿真,就控制效果与传统的变结构自动驾驶仪进行了比较,并选取动压最小最大两种极端投弹条件考核了驾驶仪的鲁棒性.仿真结果显示,模糊变结构自动驾驶仪能实现无抖振滚转快速稳定,对气动、弹道及环境参数变化具有鲁棒自适应性.     

飞航导弹自动驾驶仪智能PID控制

针对飞航导弹扇面发射和大空域机动飞行而引起的非线性时变等实际问题,根据飞航导弹弹道特性,运用智能控制理论及传统的反馈理论设计了一种基于专家系统的智能PID控制自动驾驶仪.仿真结果表明,所设计的自动驾驶仪具有良好的飞行品质和较高的精度,同时也具有更强的鲁棒性.     

一种基于速度方向修正的旋转稳定弹弹道跟踪制导方法研究

针对旋转稳定二维弹道修正弹的制导律设计问题,提出了一种基于速度方向修正的弹道跟踪制导方法,推导了固定舵产生阶跃激励时弹丸的攻角及速度运动规律,得到了平均偏角的相位角与固定舵滚转角的关系。通过在标准弹道上生成一个虚拟未来点,得到了速度角的指令。提出了通过修正速度方向与该指令的偏差,实现对标准弹道跟踪的原理。提出了一种当实际弹道偏离标准弹道较远时,通过落点预测实时生成新的标准弹道的方法。仿真结果表明:小射角射击时,可在全弹道采用速度方向修正来跟踪标准弹道;大射角射击时,可在降弧段在线生成标准弹道,再通过速度方向修正来跟踪该标准弹道。