雷达导引头最优控制问题研究

建立雷达导引头角跟踪控制数学模型,运用最优控制理论推导天线控制指令;基于机动目标当前统计模型,运用卡尔曼滤波及多普勒跟踪速度修正信息,估计出天线最优控制状态量;经仿真验证,设计方法不仅能够改善制导律输入精度,同时能够提高雷达导引头的响应性能.     

捷联雷达导引头天线平台角稳定技术研究

针对传统速率陀螺平台在小型雷达导引头上应用的局限性,分析了捷联式天线平台系统特点。基于多级坐标变换,对捷联式天线平台角速度稳定算法进行了研究,且采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。仿真结果表明,多级坐标变换算法能有效保持天线平台捷联稳定,采用卡尔曼滤波和多普勒跟踪回路的信息估算目标视线角速度精度高、计算量小。     

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。     

雷达导引头伺服系统的建模与仿真研究

基于Matlab／Simulink雷达导引头伺服系统的建模与仿真,首先对雷达导引头伺服系统按照预定回路和跟踪回路的步骤分别进行建模以及相关控制参数计算．接着构建雷达导引头伺服系统的简化仿真框图并进行仿真结果分析,为其进一步的设计奠定基础．     

主被动雷达导引头数据融合目标跟踪算法

在主被动雷达导引头目标跟踪过程中,为了有效融合主被动雷达导引头探测的信息进行精确跟踪,文中提出了用BP神经网络将主被动雷达导引头探测的信息进行分类,并通过模糊系统根据目标的机动大小调节神经网络的学习速率以及根据目标距离的远近调节融合中心的权值.通过仿真试验表明,与传统的目标跟踪方法相比较,具有更好的跟踪效果,证明了该方法是可行的.     

红外单通道导引头跟踪回路的分析与计算——非线性交流载波系统理论的应用

本文应用非线性交流载波理论,以某低空战术导弹为例,对红外单通道导引头跟踪回路进行了分析计算。首先给出了跟踪回路的各级交流传递函数的计算方法与结果;进而分析计算了载频通道的非线性负反馈回路,得出了导引头跟踪回路的数学模型,同时论证了跟踪回路中交叉偶合与调制盘扭角的关系,以及跟踪回路中相移对跟踪性能的影响。最后得出这样的结论:在跟踪回路中,当自动增益控制起作用时,该系统对交流载波信号有解耦能力。本文采用的是分析计算方法。这种方法也可应用于圆锥扫描雷达导引头跟踪回路的分析计算。     

基于 RBF 神经网络的滚仰式导引头控制系统设计

为保证滚仰式捷联导引头的稳定控制,提出了一种基于 RBF 神经网络整定的 PID 控制策略,用于导引头稳定回路校正环节。根据滚仰式捷联导引头的运动学与动力学关系,结合导引头稳定回路校正环节采用的 RBF 神经网络 PID 控制算法,建立了滚仰式捷联导引头稳定与跟踪一体化仿真模型;仿真结果表明：滚仰式捷联导引头稳定回路采用 RBF 神经网络整定的 PID 控制器后,其动态性能优于传统 PID 控制器,建立的仿真模型能够对机动目标实现快速稳定跟踪,在工程应用中可提供有益参考。     

双波段复合导引信息融合技术研究

双频段复合制导是改善复杂电磁环境下雷达导引头检测性能及抗干扰能力的一条重要途径。针对双频段复合雷达导引头,本文提出了一种适用于双频段雷达的目标融合检测及跟踪算法。该算法利用双频段信息自适应构建权重因子,基于决策层的投票融合策略完成对目标的检测及参数估计。仿真实验结果表明,该算法有效提高了导引头目标检测能力及跟踪精度,改善了干扰条件下的导引头检测性能。     

导引头天线机电伺服系统

应用于主动式雷达导引头的天线机电伺服系统是利用古典控制理论进行设计的多回路模拟控制系统,其性能指标与主动式雷达导引头完成的功能和性能有直接的影响。该伺服系统设计过程是：根据导引头分配的技术指标和功能要求,从元器件选择开始,先确定回路的放大系数,再应用古典控制理论中的对数频率特性综合法来设计校正环节,完成系统综合设计,着重分析了整个系统三个回路的设计要点及设计过程。系统在装配调试后达到了技术指标。     

基于火箭撬的激光制导武器飞行仿真系统

以某激光制导兵器为背景,依托火箭橇平台,研究了将激光导引头实物接入回路的半实物仿真系统的方案与设计,构造了一个激光制导兵器在接近真实飞行环境下,对目标进行跟踪和实施攻击的仿真系统,以检测激光导引头接收目标信息、分辨目标和跟踪目标的能力等;同时,详细讨论了火箭橇技术在激光制导武器飞行仿真中的应用,该系统是实验室仿真与实弹打靶的良好过渡,并且能够更加真实地检验导引头的性能指标.     

雷达伺服变增益交叉耦合协调控制研究

针对常见的双轴跟踪雷达伺服跟踪精度以及协调控制问题,为提高系统控制精度和协调性能,提出一种变增益交叉耦合协调控制模式。通过对双轴雷达伺服系统建立数学模型,在分析俯仰和水平伺服电机跟踪误差对整个雷达伺服系统精度的影响的基础上,将系统跟踪误差推广到任意运动轮廓曲线的情况,采用变增益交叉耦合控制算法对雷达伺服系统进行协调控制。经仿真验证,该方法能提高系统跟踪精度,减小系统误差。     

基于MINAS的跟踪雷达全数字交流伺服系统?

为提高跟踪雷达的响应速度、精确性、调速范围,采用松下MINAS伺服驱动器及永磁交流同步伺服电机作为驱动和执行元件,以TI公司的TMS320F2812 DSP为伺服控制板的控制器,设计实现了跟踪雷达全数字交流伺服系统。同时,采用矢量控制算法,对跟踪雷达进行转矩、速度、位置控制。结果表明,该系统能达到快速响应、高精度跟踪和宽调速范围的目标,有效地保障了电机稳定运行及负载的安全。     

四框架稳定跟踪平台原理样机设计与实现

为稳定并改造跟踪平台的性能,针对现有文献侧重于理论研究的问题,构建机载四框架稳定跟踪平台的原理样机。以某型号机载四框架稳定跟踪平台项目为研究对象,介绍平台的机械系统和电气控制系统,设计伺服控制回路和自动跟踪控制回路,并给出相应的控制策略。试验结果表明:该设计理论分析正确,控制系统合理。     

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。     

火炮随动系统连续滑模控制算法

针对防空火炮对伺服系统高精度和强鲁棒性的要求及传统滑模控制中抖振的缺点,设计一种连续滑模控 制算法。建模时忽略电流环路的动力学特性,将其视为比例环节;分析火炮随动系统的动力学和跟踪目标,对火炮 随动系统的滑模控制算法及连续滑模跟踪算法进行研究;运用数值仿真进行验证。结果表明：该算法能消除系统抖 动,使系统具有较小的误差,证明理论结果的有效性。     

火箭炮位置伺服系统自抗扰控制

针对火箭炮发射时燃气流冲击干扰强和系统参数变化大的特点,以含有速度闭环的实际伺服系统为对象,建立系统模型并进行频域分析,建立了系统的低频和中频近似模型,并在此基础上分别设计了火箭炮位置伺服系统2阶和3阶线性扩张状态观测器及相应的自抗扰控制律,估计系统未建模干扰并在控制输入中予以补偿。比较分析了设计的自抗扰控制律和传统PID控制在伺服跟踪和燃气流冲击干扰下的控制效果。仿真结果表明,火箭炮伺服系统采用提出的控制方法能有效提高跟踪精度,充分抑制燃气流冲击干扰引起的发射平台振动,保证后续射弹命中精度。     

基于跟踪微分器和负载观测器的伺服系统优化

针对常规三环式伺服系统抗扰性较弱、跟踪精度差等不足,借助跟踪微分器和负载观测器对常规伺服系统进行优化设计.利用自抗扰控制技术中的跟踪微分器单元来规划运动轨迹和获取负载突变信息,同时引入负载观测器进行慢速的负载波动的观测.实验结果表明:新设计伺服系统的抗扰性得到了很大改善,在提高跟踪精度、减小机械冲击等方面也取得了更好效果.     

基于FPGA 的交流伺服高精度反馈系统

利用FPGA高速并行处理的特点,设计了一种基于FPGA的交流伺服高精度反馈系统。给出了系统设计的总体思路,并设计实现了位置环、速度环和电流环反馈信息的高速高精度采集,将设计的系统应用于1 kW永磁同步电机交流伺服平台上进行试验。试验结果表明:该系统能克服DSP无法完成算法控制和反馈信息采集同时进行的缺陷,改善了反馈信息采集的实时性和精确度,有效地提高了交流伺服的带宽和总体性能。     

基于模糊控制策略的快速反射镜伺服控制

伺服性能是保证精确跟踪的前提条件,为了探索出提高快速反射镜伺服性能的控制方法,提出一种将模糊控制策略与PID结构相结合的模糊控制器用于快速反射镜伺服回路。该模糊控制器既继承了PID便于工程实现的优点,又拥有可自适应整定控制参数的特点,从而可提高现有快速反射镜的伺服性能,更好地适应各类运行工况。以基于高频摇摆电机的快速反射镜为应用对象设计了模糊控制器,进行仿真实验,并与基于传统PID控制的现有方案进行了对比。对实际工况下快速反射镜伺服性能的仿真实验结果表明：基于模糊控制策略的快速反射镜将抑制带宽从50 Hz提高到120 Hz、随机输入信号下稳态误差均方根从12.996″压缩到1.620″,验证了所提出的模糊控制器对提升快速反射镜伺服性能的可行性及有效性;基于模糊控制的快速反射镜可作为高精度复合轴系统中的子轴部分,应用于战术激光武器等要求跟瞄精度达到微弧度量级的光束定向场合。     

基于滑模变结构控制的光电稳定平台控制策略研究

光电跟踪系统在载体运动的过程中会受到各种扰动,对系统的跟踪性能产生不利影响。滑模控制拥有较好的鲁棒性,在工程上容易实现,可考虑运用在这类系统中。使用摩擦反馈并将速度环滑模控制与跟踪环PID控制相结合,可得到一种应用于光电跟踪系统的滑模变结构控制策略,它提升了光电稳定平台的稳定精度,同时具有一定的鲁棒性,能使运行中的系统在外界环境变化时对变化的扰动有一定的适应能力。以二维伺服转台为被控对象设计了滑模控制器,进行仿真实验并与现有基于PID方法的控制方案对比。对比结果表明：在给定扰动下,基于滑模变结构控制策略的光电稳定平台将速度环稳定误差从72″/s降低到了12″/s,均方根从37.0″/s降低到了1.46″/s,提出的滑模变结构控制器对提升光电稳定平台的稳定精度有一定作用。