水中无动力运载器弹道解耦控制及仿真

将以往传统的三通道数学模型通过等价坐标变换转化为可解耦的新模型.应用逆系统方法对该模型进行解耦控制,仿真结果表明能产生令人满意的控制效果.     

基于非线性动态逆的水下运载器控制方法研究

针对水下运载器具有强非线性、强耦合、多输入多输出、水动力作用复杂以及姿态变化剧烈等特点,设计了一种非线性动态逆控制系统,解决了传统控制器设计方法在线性化过程中因忽略非线性因素带来局限性的问题。通过慢回路姿态控制器和快回路姿态控制器的设计解决了水下运载器非线性、强耦合以及多输入多输出的问题,并且运用Lyapunov 稳定性分析证明了控制器的稳定性。控制方法跟踪单位阶跃信号时稳态时间为1 s,超调量为4%,较PID 控制的动态特性有较大提升。非线性控制系统仿真结果表明该控制器对于依30%水动力参数不确定性具有一定的鲁棒性。摇摇     

基于隐式增量动态逆的水下运载器出水姿态控制

显式动态逆控制直接利用非线性对消来实现对系统的精确线性化,但由于实际模型存在不确定性因而会造成在对消过程中存在逆误差,使得控制的鲁棒性难以保证。在解决水下运载器出水运动问题中,由于存在较强的不确定性,显式动态逆控制无法消除逆误差的影响。出水过程中水动力变化剧烈同时海浪强烈作用,因此需要对姿态控制问题进行着重研究。在仿射形式的水下运载器出水运动数学模型基础上,推导并得到了隐式增量形式的动态逆控制律,利用层叠结构思想将系统划分为慢快两个回路。在时标分离的慢快回路基础上,引入状态变化率反馈,设计了不依赖精确数学模型的隐式增量控制律,提高了控制的鲁棒性。基于隐式动态逆相应的控制算法,考虑海浪作用、水动力参数摄动以及测量噪声的影响下,对水下运载器出水姿态进行跟踪控制,验证了控制律的有效性和合理性。     

非线性鲁棒动态逆飞行控制系统设计

动态逆控制方法对于模型精确性要求很高,在系统模型参数摄动较大的情况下,动态逆控制并不能保证系统的鲁棒性,甚至有可能使得控制系统不稳定。采用鲁棒控制理论对动态逆设计方法进行完善。为了改善动态逆控制性能,采取双回路的控制策略。内环为动态逆控制,对复合得到的伪线性系统定量进行分析,得到数学模型并给出其参数不确定性的范围;外环采用包含了混合灵敏度和模型匹配方法的双自由度鲁棒回路整形完成系统的综合,并将其转换为标准的H∞问题进行求解,分别设计了3个通道的鲁棒控制器,从而增强动态逆控制系统的鲁棒性。     

水下航行器纵向运动的非线性自适应反演控制

针对水下航行器的纵向运动控制问题,设计了一种自适应反演控制器,保证了控制系统在动力学模型参数不确定情况下的全局渐近稳定性.为了解决水下航行器爬潜速度有界的问题,采用连续有界的atan函数设计俯仰角镇定函数,通过选择恰当的Lyapunov函数,减少深度跟踪误差造成过大的操舵输入.理论分析和仿真算例均证明了闭环控制系统的全局渐近稳定性,以及对不确定参数的自适应性.     

无动力运载器水弹道特性计算

针对无动力运载器浮心重心距、发射离管速度和折叠尾翼解锁距离3种设计要素参数值一定的变化范围,对一种无动力运载器的水弹道特性分别进行了仿真计算和分析比较,获得了3种设计控制参数变化对运载器出水速度、俯仰姿态及弹道袋深等的影响趋势,对水下运载器性能设计具有一定指导作用。     

基于非线性动态逆的弹道修正控制设计研究

为了实现强耦合的非线性二维弹道修正方程解耦控制并线性化,基于非线性逆系统原理,采用三时标分离方法,在考察系统状态变量动态特性基础上,分离系统为三子系统,然后分别对各子系统设计逆控制器,对线性化后的系统基于Lyapunov函数法设计线性控制器.最后通过Matlab仿真验证了逆系统方法的有效解耦控制,并通过选择不同的回路带宽比较了系统的动态性能,结果表明了该方法的正确性和有效性.     

可重复使用运载器上升段运动分析

本文简要介绍了可重复使用运载器的特点和飞行过程,并针对串联两级可重复使用运载器,在建立其动力学数学模型的基础上,计算分析了其上升段的动力学运动过程,可为RLV的上升段弹道优化设计以及RLV方案研究提供有力的支持.     

2001年全球运载器发展综述

主要对2001年国外运载器的研制与发展情况进行了回顾，并对2001年全球运载器的发展趋势进行了展望。     

从海长矛运载器看国外无动力运载器的发展动向

详细阐述了海长矛无动力运载器的特点，从中可窥视出国外无动力运载器的某些发展动向。     

非线性系统的自适应模糊反演控制器设计

针对一类非线性系统,考虑到系统的完全未知模型参数和扰动,提出了自适应模糊反演控制方法。首先因为模糊系统可以以任意精度渐近的逼近任意连续函数的优越性,采用自适应模糊控制理论设计模糊系统逼近系统未建模动态。然后采用反演设计方法逐步设计控制律和更新律,并用Lyapunov综合方法证明其最终一致渐进稳定。最后用仿真验证所给方法的正确性。     

光电跟踪伺服系统的动态非线性控制方法

为提高伺服系统的跟踪精度和响应速度,提出一种非线性PID控制方法。对比了光电跟踪系统捕获与跟踪响应的特征,给出快速稳定的非线性控制方法,并以某光电跟踪系统为例进行实验与分析。结果表明,该方法能实现从捕获到跟踪过程的平滑、快速过渡,保证稳定跟踪中的精度,已得到成功应用。     

基于动态逆的轮式移动机器人非时间路径跟踪控制

文中以前轮作为转向轮、后两轮驱动的三轮移动机器人为研究对象,对机器人的路径跟踪问题给出了基于动态逆的非时间路径跟踪控制算法.和传统的基于时间的路径跟踪控制相比,该路径跟踪控制效果良好,更符合实际情况,便于应用.仿真验证了该算法的有效性.     

基于动态逆的飞行器非线性鲁棒控制系统设计

将动态逆理论应用于飞行器控制系统设计中,设计非线性鲁棒控制器。首先进行动力学建模,然后基于动态逆理论设计非线性鲁棒控制器并给出仿真结果。仿真结果表明,与传统设计方法比较,该控制器具有较好的动态品质和较强的鲁棒性。     

一种改进的微型飞行器非线性动态逆解耦控制研究

针对微型飞行器在低雷诺数条件下具有明显的非线性、非定常及强耦合的特性,研究了一种改进的非线性动态逆与比例积分相结合的MAV非线性解耦控制方法。首先,应用奇异摄动理论对MAV进行时标分离,研究快、慢状态子系统的控制器设计;其次,将比例积分环节引入控制器中,以消除非线性对消误差带来的影响;最后,对系统进行了仿真验证,仿真结果表明非线性动态逆与比例积分结合的方法能够有效实现MAV的解耦控制,具有实用价值。     

基于动态逆非线性干扰观测器的BTT导弹自动驾驶仪设计

在时间尺度分离法的基础上,建立了BTT导弹分层控制模型。针对导弹气动参数的不确定性及外界干扰对导弹控制性能的影响,利用非线性干扰观测器对干扰的逼近特性,结合动态逆控制设计了非线性导弹自动驾驶仪,并基于Lyapunov方法,给出了整个系统的稳定性证明。仿真结果表明,设计的控制方案增强了系统的抗干扰能力,保证系统具有良好的鲁棒性。