飞机自动着陆的模糊控制系统设计

使用反馈线性化与改进的模糊控制方法设计飞机纵向自动着陆控制系统.通过状态变换输出与新输入间的线性微分关系使非线性飞机方程反馈线性化,将原非线性系统解耦为一个一阶和一个二阶线性系统.同时,采用带优化修正函数的无量化模糊控制器,使系统能在比较粗糙的初始规则基础上自动寻找较理想的控制规则.其纵向着陆仿真研究,主要考虑下滑段和拉平段.仿真表明,该控制系统能满足纵向着陆误差要求,具有良好的动、静态特性和鲁棒性.     

基于自适应逆的无人机着陆控制

给定动态系统的控制主要解决三个问题：动态系统的稳定性、控制目标以及干扰控制。传统的控制方法使用反馈同时解决这三个问题,需要折中获得较好的效果。本文提供一种分开解决这三个问题的方法。这种方法适用于单输入单输出和多输入多输出的线性系统以及非线性系统。通过在输出端获取干扰信号,经过滤波,反馈到输入端来完成干扰的最优控制,且反馈回路并不影响系统的动态响应。以被控对象的逆作为控制器,可以准确跟踪系统的输入。最后把自适应逆控制器用于无人机的着陆以验证该控制器的有效性。     

基于反馈线性化的二维弹道修正控制系统设计

为提高常规弹药打击精度,依据鸭舵式二维弹道修正原理建立了火箭弹弹道修正动力学模型,针对该系统模型具有多输入多输出(MIMO)、交叉耦合及非定常、非线性等特点,选用输入-输出反馈线性化的微分几何法设计了一类状态控制器,从而有效地将二维弹道修正系统分解为2个独立的控制弹道横纵向修正的子系统.仿真分析表明:该控制器实现了二维弹道修正系统的解耦控制,并具有良好的动态品质及快速跟踪性能.     

一种反馈线性化弹道跟踪制导律设计

针对防空导弹弹道跟踪问题,基于反馈线性化理论设计了一种弹道跟踪制导律。使用反馈线性化方法对导弹质点运动模型精确线性化;利用该线性化模型和线性二次型最优调节器(LQR)理论设计跟踪制导律,并给出制导系统工作流程;在存在初始误差和随机风干扰的条件下,将所设计的跟踪制导律应用于导弹质点运动仿真,并与基于小扰动模型设计的LQR跟踪制导律进行比较。结果表明,基于反馈线性化所设计的制导律性能更好。     

具有输入齿隙的一类非线性系统自适应控制

针对具有输入齿隙的一类非线性系统,设计了两种自适应控制器.将具有动态、非平滑特性的齿隙非线性模型线性化,等价为具有有界建模误差的全局线性化模型.针对具有未知输入齿隙、参数不确定以及未建模动态和扰动的情况,分别设计了一种自适应控制器和自适应鲁棒控制器.前者能实现闭环控制系统渐近跟踪稳定,但存在剧烈抖振而无法进行实际应用;...     

速度/加速度误差补偿对光电跟踪系统精度影响分析

高速高精度跟踪控制系统,其速度和加速度误差环节的加入对系统的速度和加速度品质因数均有影响.通过Matlab对比加入速度和加速度误差补偿控制策略前后的系统跟踪误差,可得出速度和加速度误差补偿能提高光电跟踪系统跟踪精度.在跟踪以最大速度50°/s、最大加速度30°/s2的等效运动目标时,最大跟踪误差小于0.2 mil.     

电视导引头模型参考控制器设计

借鉴模型参考控制器的设计思想,采用经过线性二次型输出反馈控制后的系统作为参考模型,以它的输出作为期望输出,让实际输出跟随这个期望输出;二者的误差信号反馈到原系统的输入端,设计出一种模型参考控制器.经该控制器优化后,电视导引头系统的快速性可得到较大提高.参考模型可由RC网络或计算机软件来实现.     

基于动态ニ阶滑模控制算法的导弹自动驾驶仪设计

尾控型侧滑转弯( STT)导弹过载输出跟踪模型具有非最小相位的特性，系统的零动态或内部动态不稳定，所以不能直接应用反馈线性化和滑模控制等算法设计导弹过载输出控制器。为了设计方便，首先将导弹数学模型的线性部分进行规范形转化；然后将输出跟踪问题转化为状态跟踪问题，则可采用滑模控制设计自动驾驶仪。通过构造动态滑模输出，使得系统零动态稳定；采用全局二阶滑模控制来消除抖振。仿真结果表明，所提出的方法可使导弹的输出过载准确跟踪制导指令，而且切换抖动得到有效抑制。     

热敏电阻用宽量程线性温度-频率变换器

RC电路充电的指数电压/时间关系可用于线性化热敏电阻近似成指数的电阻/温度特性。经变换后的输出信号为线性、直接正比于绝对温度的频率。使用标准的、廉价的热敏电阻,在75K的温度范围内,温度误差可小于0.5K。误差的存在主要是由于热敏电阻R(T)特性不完全服从指数关系。这种电路可用于线性化任何输入/输出信号为指数关系的传感器。也可以得到正比于输入电压对数值的输出(即正比于以dB表示的输入信号)。     

CMAC神经网络在电动伺服摩擦补偿中的应用

基于CMAC神经网络的电动伺服摩擦补偿控制器用微分方程描述被控对象并建立其模型.控制器以系统动态误差作为CMAC的输入,用CMAC的输出与系统总输入之差调整权重.学习中,CMAC初始状态权重值为0,将误差期望值与系统当前误差量化后作为地址输入CMAC.计算CMAC的输出,然后与控制器输出相加得到系统总控制输入并进行控制.实验表明经在线学习补偿被控对象的非线性,使系统具有较强的自适应和鲁棒性.     

基于TECS/H_∞的无人机自动着舰技术研究

针对无人机自动着舰,运用总能量控制(TECS)的思想建立了无人机自动着舰系统,设计了H∞输出反馈控制器,H∞控制综合设计采用包括增量线性化动力学模型、反馈控制器和权阵系数选择的增广对象模型。为了实现对移动目标的跟踪,引入了一种新的着舰导引控制算法。通过对所设计的"先锋"无人机自动着舰导引系统仿真表明,该设计能满足着舰要求,能有效地抑制风干扰的影响,具有良好的鲁棒性能。     

基于H∞控制的侧向自动着舰导引系统设计

基于H∞控制的侧向自动着舰导引系统,是将经典控制中的性能指标转化为对H∞控制中的权阵选择.根据侧向着舰导引系统侧滑角为零且具有抑制侧风的要求,H∞控制综合设计采用包括增量线性化动力学模型、反馈控制器和权阵系数选择的增广对象模型.同时导出了权阵的选择准则.通过对所设计的F14飞机的侧向自动着舰导引系统仿真表明,该设计能满足着舰要求,能有效地抑制了侧风的影响,具有良好的鲁棒性能.     

基于滑模变结构的无人直升机着舰控制研究

针对无人直升机着舰的特殊性,克服系统摄动、未建模动态及大气紊流的影响,提高舰载无人直升机着 舰的安全性和精度,基于滑模控制的方法分别设计了着舰控制系统的轨迹跟踪控制律和姿态控制律。采用基于输出 有界的twisting 控制器,通过轨迹跟踪算法保证生成有界的期望姿态角和总距;姿态部分采用小扰动线性化后的姿 态回路控制方程,设计了模型参考自适应滑模控制器,通过自适应项抵消外界干扰造成的误差,利用Lyapunov 稳定 性理论证明了系统的稳定性和跟踪误差收敛;通过仿真进行了实验验证。验证结果表明：所设计的控制器能够满足 无人直升机抗扰动和模型参数摄动的要求,并且设计方法简单,鲁棒性强,易于工程实现。     

1.2 m 风洞增量引射器控制系统

针对增量引射器无法实现自动控制,研制一套采用"PLC+变频器"技术的控制系统.系统通过Modbus和SSI总线通信协议构建了经济可靠的硬件平台,利用模糊控制规则进行位置和速度双反馈控制,实现了增量引射器本地/远程自动控制.运行结果表明:该系统已投入风洞试验运行1 a,能够实现增量引射器开度的自动控制,且能够提升定位控制精度.     

基于单隐层神经网络的空天飞行器鲁棒自适应轨迹线性化控制

研究了一种新的空天飞行器鲁棒自适应轨迹线性化飞行控制系统设计方案。利用单隐层神经网络的逼近能力在线估计系统中存在的不确定性,神经网络输出用以抵消不确定性对轨迹线性化方法控制性能的影响。鲁棒自适应控制器用以克服逼近误差,并使闭环系统具有更好的性能。严格的理论证明表明,给定的自适应调节律能够保证闭环系统跟踪误差最终收敛至任意小紧集。空天飞行器高超声速飞行条件下的仿真结果表明,即使在很恶劣的条件下,新方法仍然表现出很好的响应性能。     

舰载机纵向自动着舰控制系统设计

LQG/LTR是一种现代多变量频域设计方法,它以良好的鲁棒性能和解耦特性得到广泛应用。文中讨论了舰载机纵向自动着陆控制系统的控制规律、引导控制律的设计方法,并用LQG/LTR方法设计着舰控制系统的控制律。在考虑大气干扰、舰尾流和甲板运动的条件下,以某飞机为例,对其纵向自动着舰控制系统进行分析、设计与仿真,结果表明采用LQG/LTR方法设计的控制器具有较好的鲁棒性,并且具有良好的效果。     

复合控制技术在高速高精度跟踪控制系统中的应用

高速高精度跟踪控制系统采用在前馈通道中加入速度和加速度信号的复合输入补偿控制,以提高系统的无差度.并通过Matlab在没有和加入加速度前馈的系统Matlab仿真图,对系统误差分析进行了验证.其复合控制方式稳态分析,则通过加入前馈通道前后系统闭环传递函数得出系统稳定性只与系统特征方程相关,即前馈的加入在提高系统的精度的同时对系统的稳定性不产生任何影响.故该复合输入补偿控制既保持了稳定性又提高了系统精度.     

高速高精度跟踪系统跟踪精度的动态误差法评价分析

高速高精度控制系统跟踪精度时产生的误差,利用动态误差分析法进行评价分析,并运用自动控制原理详细分析两者之间存在的矛盾关系.根据系统误差传递函数及相关参数公式,得出系统误差不仅与系统特性有关,而且与系统的输入信号特性有关.误差的高阶导数是影响系统跟踪精度不可缺的一部分.     

推力调节飞行距离最优自适应滑模控制

为了准确控制巡航导弹在指定时间到达指定位置,提出了一种基于飞行距离和地速反馈的推力调节最优自适应滑模控制方法。基于包含发动机推力动态特性的巡航状态附近小扰动方程,采用反馈线性化方法设计指数趋近滑模变结构控制律和状态反馈系数自适应律,构造李雅普诺夫函数,证明了自适应滑模控制系统的稳定性;根据控制律和滑模函数推导出飞行距离跟踪误差传递方程,并用线性二次型调节器最优控制方法设计跟踪误差动态特性。对某型巡航导弹进行仿真,结果表明,在外界阵风干扰和空气动力系数摄动情况下,该控制方法能精确地跟踪以时间为自变量的参考地速和飞行距离信号,具有较好的抑制系统参数摄动和抗干扰能力。