近空间可变翼飞行器小翼切换自适应控制方法

针对近空间可变翼飞行器在小翼切换时存在参数不确定性的问题,本文设计了基于矩阵下三角对称(LDS)分解的小翼伸缩自适应切换控制器,以实现小翼伸缩的平滑切换。对近空间可变翼飞行器的非线性模型进行线性化处理,建立含有小翼伸缩变化的不确定线性模型;依据线性化的近空间可变翼飞行器模型,设计状态反馈控制器,并确定参考模型。然后设计自适应补偿控制器,消除参数不确定性的影响。将小翼切换自适应控制问题转换为参数不确定性问题,并且从理论上证明了小翼切换过程的稳定性。研究结果表明:提出的基于矩阵分解的自适应控制方法能够有效地解决小翼切换时飞行器参数不确定性问题,该方法有较强的鲁棒性,为飞行器参数不确定性问题提供了可靠地解决思路。     

发展近空间飞行器系统的关键技术

强大的需求牵引和先进的技术推动使近空间成为航空航天领域新的研究热点.在分析当前近空间飞行器系统的基础上,从系统工程角度,研究了发展低速近空间飞行器系统所涉及的关键技术,即平台技术、有效载荷技术和通信技术.     

近空间飞行器及其军事应用分析

近空间是陆、海、空、天之外又一新的军事应用空域,它将成为联合作战空间的重要组成部分.近空间飞行器可有效弥补军用航天器和军用航空器的不足,提高武器装备的联合应用能力,增强整体作战效能,具有重要的军事应用价值.探讨了近空间和近空间飞行器的概念;根据近空间的环境特性,总结了近空间飞行器的特点;并着重对近空间飞行器的军事应用前景进行了深入分析.     

广义T-S模糊系统的鲁棒非脆弱控制

在控制器的实现过程中,由于A/D、D/A转换,有限字长限制以及舍入误差等因素的影响,使得控制器自身具有不确定性.非脆弱控制的目的就是使控制器能够克服这种不确定性,保证系统的稳定性,并满足性能指标要求.研究了广义T-S模糊系统的鲁棒非脆弱控制,考虑控制器增益为加法式摄动,基于李亚普诺夫稳定性定理和线性矩阵不等式(LM I)方法,给出了非脆弱鲁棒控制器的存在条件与求解方法.仿真实例表明了该方法的有效性和可行性.     

基于自适应观测器的飞行器抗干扰控制

针对近空间飞行器(NSV)在高超音速飞行时气动参数变化剧烈且容易受到外界干扰的特点,提出快速自适应干扰观测器抗干扰方法.建立近空间飞行器的数学模型,进行抗干扰自适应观测器的设计.通过调整自适应参数和设计补偿项的自适应律,在自适应律中增加非线性指数项,提高了干扰观测系统对复合干扰的逼近速度,使其能够在有限时间内将系统误差收敛为零.对闭环系统性能进行严格的理论分析.在高超声速条件下对NSV进行仿真验证,结果表明,设计的控制方案具有更好的快速性和收敛性.     

基于重叠参数区域的变体飞行器切换LPV控制

针对变体飞行器参数变化范围大,模型具有不确定性和非线性的问题,以后掠角为调参变量建立变体飞行器线性参数时变系统（LPV）模型.将时变参数范围划分为若干参数区域,利用权值系数和参数重叠区域的概念,通过求解线性矩阵不等式组构造一组LPV控制器.以变形量为决策变量设计切换策略,并针对Firebee纵向通道设计了切换LPV控制器.仿真结果表明,通过参数重叠区域构造的LPV模型之间能够平稳、快速切换,该方法使变体飞行器在变形过程中有较好的迎角抗扰能力.     

时滞离散切换系统基于观测器的输出反馈镇定

针对一类任意切换律下含有时滞的不确定离散切换系统，研究了其基于观测器的输出反馈鲁棒镇定问题，所考虑的系统不确定性是时变的，且满足范数有界条件．假定下一时刻要切换到的子系统可预先获得，给出了该含有时滞的离散切换系统状态观测器形式，通过构造增广系统，设计基于状态观测器的无记忆反馈控制器，以保证相应的增广闭环系统鲁棒渐近稳定，借助于Lvapunov函数方法和线性矩阵不等式技术，给出了不确定切换系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件，并将该充分条件转化为一组线性矩阵不等式的可行性问题，同时给出相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器．最后通过一个数值算例验证了本文结果的有效性。     

一类不确定性离散切换线性系统的鲁棒H_∞控制(英文)

论述了一类指数不确定性离散切换线性系统的鲁棒H∞控制问题.利用泰勒级数逼近和凸多面体技术,将上述系统转化为等价的具有模有界的多项式不确定模型.对于这个模型,设计一个切换规则和与其相应的状态反馈控制器,采用多Lyapunov函数技术和线性矩阵不等式方法,使得该系统是H∞扰动抑制渐进稳定的.     

不确定广义系统非脆弱混合H2／H∞优化控制

针对不确定广义系统非脆弱混合H2／H∞优化控制问题,对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动两种情形采用线性矩阵不等式方法研究其充分条件,并设计满足要求的鲁棒非脆弱混合H2／H∞状态反馈控制器,使得闭合系统在满足H∞性能的前提下极小化H2范数的上界。     

基于LMI的离散时滞切换系统反馈镇定

针对一类子系统为离散时滞系统的切换系统，提出了一种系统稳定性与反馈镇定的控制方法.通过状态变量的转换，将时滞切换系统变为不含时滞项的切换系统.在系统中增加等式约束，将具有双线性矩阵不等式（BMI）形式的综合问题转换为线性矩阵不等式（LMI）的凸优化问题.在任意切换信号作用下离散线性切换系统渐近稳定理论基础上，以线性矩阵不等式形式给出了离散时滞切换系统渐近稳定的充分性条件，并且给出了切换系统状态反馈镇定和输出反馈镇定的控制器设计方法.两个数值算例结果表明，所设计控制方法是可行的，在控制方法的作用下，闭环系统是渐近稳定的.     

临近空间飞行器预警能力分析

预警系统是现代一体化作战的重要组成部分,在制空与防空作战中都发挥着举足轻重的作用。自美国空军“施里弗-3”演习中首次把临近空间引入了作战视野,该区域正成为各国研究的热点。通过分析预警卫星、预警机及预警雷达预警能力,研究临近空间飞行器预警的优势,并以仿真手段对比4种预警方式在同一任务的预警效果,验证了临近空间飞行器用于预警具有广阔的应用前景。     

临近空间飞行器发展与应用分析

临近空间是航空航天领域新的研究热点。凭借其突出的特点,临近空间飞行器具有广阔的应用前景和巨大的军事价值。介绍了临近空间及临近空间飞行器的概念与特性,论述了临近空间飞行器的发展现状和趋势,分析了临近空间飞行器的应用前景,对临近空间飞行器与空天一体化的关系进行了探讨。     

Adaptive Sampling for Near Space Hypersonic Gliding Target Tracking

For modern phased array radar systems, the adaptive control of the target revisiting time is important for efficient radar resource allocation, especially in maneuvering target tracking applications. This paper presents a novel interactive multiple model (IMM) algorithm optimized for tracking maneuvering near space hypersonic gliding vehicles (NSHGV) with a fast adaptive sampling control logic. The algorithm utilizes the model probabilities to dynamically adjust the revisit time corresponding to NSHGV maneuvers, thus achieving a balance between tracking accuracy and resource consumption. Simulation results on typical NSHGV targets show that the proposed algorithm improves tracking accuracy and resource allocation efficiency compared to other conventional multiple model algorithms.     

离散非线性大系统的非脆弱鲁棒保性能控制

针对一类用T-S模糊模型描述的不确定离散非线性大系统,采用状态反馈的并行分布补偿方法研究其鲁棒非脆弱保性能模糊控制问题,使得在控制器存在可加性摄动的情况下,其闭环性能指标值低于确定的上界。利用线性矩阵不等式处理方法,导出了非脆弱保性能模糊控制律的存在条件。实例仿真结果表明了该设计方法的可行性和有效性。     

临近空间飞行器的自适应积分滑模容错控制

为提高临近空间飞行器的安全性和可靠性,针对飞行器中未知的执行器故障,提出了一种自适应积分滑模容错控制方法。设计积分滑模面,使滑动模态运动起始于系统的初始状态,进一步增强系统的鲁棒性。构造自适应滑模容错控制律,处理执行器故障的影响。在自适应律中定义一个非线性函数,利用积分滑模面的动态变化检测故障的发生,并激发自适应律实现控制增益的自动调整。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的渐近稳定性。仿真验证在临近空间飞行器的纵向动力学模型上进行,结果表明该方法具有期望的容错跟踪性能。     

具有不确定参数滞后型Lurie 控制系统的鲁棒稳定性

通过构造适当的Lyapunov函数，利用线性矩阵不等式，对具有结构参数扰动和范数扰动的不确定参数滞后型Lurie控制系统进行了研究，得到了该系统鲁棒绝对稳定的时滞无关充分条件；利用同样的方法，得到了该系统鲁棒绝对稳定的时滞相关充分条件。研究结果表明：这些条件是在参数不确定且参数无范数界情况下，用对角矩阵和线性矩阵的正定性表示，具有直观性和便于计算机运算等特点。     

一类非线性时变时滞互联系统模糊分散输出反馈控制

针对一类状态不可测的连续模糊时滞互联系统,提出了一种基于观测器的模糊分散输出反馈控制方法,给出了模糊分散观测器和基于观测器的模糊分散输出控制器的设计,应用Lyapunov函数法及线性矩阵不等式（LMIs）方法给出了保证模糊分散控制系统稳定的新条件。仿真结果进一步验证了所提出模糊分散控制方法的有效性。     

凸多面体不确定时滞系统鲁棒模型预测控制

针对控制输入受约束的凸多面体不确定时滞系统,利用min-max模型预测控制策略,结合线性矩阵不等式技术,给出了带有时滞补偿的时滞相关鲁棒模型预测控制方法,证明了控制算法的可行性和闭环系统的鲁棒稳定性,并通过仿真实验验证了所提方法的有效性.