远程地空导弹直接力/气动力复合控制技术研究

以某型远程地空导弹为背景，研究了以姿控发动机作为执行机构下导弹的姿态控制问题。通过研究姿控发动机控制机理，利用极点的配置分别设计了直接侧向力控制方案和直接力／气动力复合控制方案。仿真表明两种方案都可以实现导弹的大角度机动，实现姿态的稳定，并且可以抵抗通道间的耦合影响；直接力／气动力复合控制比直接侧向力控制具有更高的精度。     

一种姿控推进剂加注量精确计算方法

基于挤压式加注和称重计量的火箭姿控推进剂加注量取值存在一定的方法误差。根据姿控加注原理,推出两种加注量取值方式中所取加注量的重量组成,并基于贮罐中气液等体积替换假设,推出实际加注量和目标加注量的关系式,并以之作为加注量控制的依据。最后用历史数据验证了该方法的正确性,为姿控推进剂实现精确加注提供了理论依据与数据支撑。     

基于查表法的姿控喷管故障诊断

针对航天飞行器姿控喷管故障的诊断问题,考虑姿控喷管开关组合与飞行器姿控力矩的关系,提出了姿控喷管故障诊断的查表法及其改进查表方法两种查表法诊断喷管故障,经仿真验证,所提方法能够快速诊断故障和确定故障位置及形式,且准确率高,并具有较好的工程应用价值。     

基于最优控制的航天器断续姿控系统设计方法

传统基于姿控喷管的断续姿控系统多采用经典的斜线开关线设计非线性控制律,系统设计时往往难以同时满足姿控精度、推进剂消耗、喷管开关次数等要求和约束。为进一步优化系统设计,实现各性能指标闭合,提出了基于最优控制的断续姿控系统二次型开关线控制方法,并推导得到了系统姿控精度模型。通过仿真试验对比了传统斜线开关和二次型开关控制的性能。仿真结果表明,两种方法下系统姿控精度计算模型正确,性能指标各有优劣,姿控系统设计时可依据系统约束综合考虑选取不同方案。     

导弹姿控舱体在复杂载荷作用下的强度分析

姿控舱体是动能拦截弹的关键部件.使用Patran和Nastran有限元软件对姿控舱体进行了在弯矩、轴向力、剪切力和脉冲发动机推力等组合载荷作用下的强度分析.得到并分析了不同组合载荷作用下的姿控舱体最大应力的计算结果.计算结果表明:脉冲发动机的组合工作方式是影响姿控舱体强度的最主要影响因素;安装了压紧盖和脉冲发动机的姿控舱体能够在最大的临界组合载荷下安全工作.     

姿控发动机管路支架一体化设计

姿控支架采用管路与结构承力件一体化的设计理念,取消了姿控系统多个姿控发动机管路及其支架,不仅减轻了姿控系统重量,同时也保证了姿控发动机的安装精度.在综合姿控发动机舱内布局、空间尺寸及位置等因素基础上,提出不同结构和不同材料一体化设计的姿控支架方案,并对其在结构强度、刚度、流阻及工艺性方面进行了对比.结果表明,两种不同材料、结构的姿控支架方案皆能满足动力系统使用要求,但钛合金结构方案在重量、系统流阻匹配性方面更具优势.     

基于动态逆的复合控制导弹H∞最优输出跟踪控制

针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出一种基于动态逆的H_∞最优输出跟踪控制方法。该方法考虑了复合控制导弹的非线性因素,将动态逆回路作为控制系统的内环以抵消系统的非线性因素,同时考虑系统实际存在的参数不确定性以及外部干扰,将鲁棒控制器作为外环以提高整个系统的鲁棒性。其中鲁棒控制器将传统的H_∞控制与最优输出跟踪控制相结合,既能有效地抑制干扰,降低系统对参数摄动的敏感程度,又能提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,复合控制系统具有较强的抗干扰能力,在保证系统稳定的同时,也达到满意的控制效果。针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出一种基于动态逆的H_∞最优输出跟踪控制方法。该方法考虑了复合控制导弹的非线性因素,将动态逆回路作为控制系统的内环以抵消系统的非线性因素,同时考虑系统实际存在的参数不确定性以及外部干扰,将鲁棒控制器作为外环以提高整个系统的鲁棒性。其中鲁棒控制器将传统的H_∞控制与最优输出跟踪控制相结合,既能有效地抑制干扰,降低系统对参数摄动的敏感程度,又能提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,复合控制系统具有较强的抗干扰能力,在保证系统稳定的同时,也达到满意的控制效果。     

火箭分离与姿控一体化设计方法研究

火箭在低空高速环境下分离时，前后体相对姿态容易产生较大变化导致干涉风险，开展分离与姿控一体化设计能够在分离过程中实时控制分离体姿态，有效提升分离可靠性。提出了基于下面级姿控动力系统闭环控制的分离与姿控耦合计算方法，建立了计算模型，并基于联合仿真平台对某火箭头体分离过程进行仿真分析，结果表明分离与姿控一体化设计方法能够有效增大分离间隙，在不增加分离能源的情况下实现两体可靠气动分离，有利于提升火箭综合性能。     

基于数字变力矩的拦截器脉冲姿态控制律设计

为提高拦截器姿控系统的控制精度,在研究常值推力姿控发动机的脉冲调制方式的基础上,建立姿控发动机的脉冲推力模型,重点设计动能拦截器基于非线性开关控制的姿控发动机控制律,并通过典型角度稳定跟踪过程验证控制律.仿真结果表明:姿控系统能够稳定地高精度跟踪目标,所设计的姿控系统具有有效性.     

变增益鲁棒控制在导弹姿控系统设计中的应用研究

针对最优鲁棒控制理论应用于导弹姿控系统设计中的原理缺陷,提出了导弹姿控系统设计中的变增益鲁棒控制方法.首先介绍了基于状态反馈的变增益鲁棒控制理论的基本原理,进而把它应用于姿控系统的设计并进行了仿真分析,之后就变增益鲁棒控制与最优鲁棒控制应用于导弹姿控系统的设计性能进行了比较分析,得出了一些有益的结论.     

常用温度控制法的对比

常用温度控制包括常规PID、模糊、神经网络、Fuzzy-PID、神经网络PID、模糊神经网络、遗传PID及广义预测等控制方法.常规PID控制易于建立线性温度控制系统被控对象模型.模糊控制基于规则库,并以绝对或增量形式给出控制决策.神经网络控制采用数理模型模拟生物神经细胞结构,并用简单处理单元连接成复杂网络;Fuzzy-PID为线性控制,且结合模糊与PID控制优点.并给出了各方法的控制特性、功能及主要应用场合.     

虚拟维修中基于过程的虚拟人动作控制

虚拟维修中虚拟人动作单纯使用外设控制或算法控制存在局限性,结合装备维修实际,将二者统一于虚拟维修过程中可取长补短并提高控制效率。首先对装备实际维修过程进行研究,其次根据不同维修阶段人体动作的实际情况,选择虚拟人的运动控制方式,提出驱动虚拟人动作的分阶段控制方法,并介绍其整体控制流程,重点分析不同控制方式转换方法问题,最后结合实例对该控制方法进行说明。     

弹道修正火箭弹修正方案与射击精度研究

为了提高弹药射击精度,采用脉冲推冲器和阻力板作为修正执行机构对弹道进行修正。针对不同修正方案,建立了各自对应的的六自由度弹道模型,设计了以落点预测为基础的控制策略。在分析、比较单一执行机构弹道修正特点的基础上,提出了组合修正方案。以某型火箭弹为应用对象,对不同修正方案的弹道修正效果进行了仿真实验。结果表明:脉冲推冲器对横向偏差修正效果明显,对纵向偏差修正能力不足; 阻力板对纵向偏差修正效果明显,无法消除横向偏差; 组合修正方案对横向偏差和纵向偏差都具有较好的修正效果,能将火箭弹的圆概率误差提高到28 m。最终通过飞行试验对上述结论进行了验证,结果验证了组合修正方案对弹道修正的有效性。     

远程制导炮弹非线性模型预测控制器设计

针对远程制导炮弹动力学模型多输入、多输出、多约束、非线性和快时变的特点,基于模型预测控制理论,设计了一种组合型非线性预测控制器.此控制器综合了2种非线性模型预测控制方法,一种方法以序列二次规划为在线优化算法求解最优控制律,另一种方法具有解析形式控制律.2种方法的合理组合克服了前一种方法的控制延迟和后一种方法没有考虑约束的缺点.将设计的控制器用于某制导炮弹滑翔段控制,仿真结果表明,该控制器控制效果较好.     

火控系统精度预测分析的马氏链模型

针对目前火控系统精度预测分析与评估方法中存在的不足,提出了一种利用马氏链基本方程进行精度预测分析与评估的新方法。通过分析影响防空武器火控系统精度的各种误差源以及马氏链基本方程的特征,结合火控系统在输出射击诸元时所处的各种状态,得出了火控系统精度预测分析的马氏链解算模型。通过对该模型的计算与分析,得出这个模型中包含一个吸收状态,并且从每个非吸收状态出发,能以正的概率经有限次转移到达某个吸收状态,是一个吸收链模型。能对火控系统的精度进行预测和评估,符合客观规律。     

导弹姿态控制发动机仿真模型研究

通过对某型导弹的姿态控制发动机模型及其在数字仿真中的实现进行研究,介绍了包括等效合力和旋转力的两种实用模型,给出模型的实现方法,数字仿真结果表明给出的旋转力模型较接近ACM的实际工作过程,可用于控制器在线仿真研究。     

复合制导炮弹最优滑翔弹道与控制

研究了制导炮弹最优滑翔弹道与控制问题.建立了滑翔弹道模型,以射程为指标函数,考虑终端速度、高度和弹道倾角约束,采用庞特里亚金极大值原理和共轭梯度法求出控制变量有约束的最优滑翔弹道,简要分析了滑翔增程机理.给出2种纵向通道控制结构,并进行控制参数设计,数值仿真表明2种控制结构均可实现对最优滑翔基准弹道的精确跟踪.     

航天电子信息化产品多余物预防与控制

针对目前多余物控制中存在的问题,在对该类产品特点进行分析的基础上,结合军代表质量监督工作实际,探讨做好该类产品多余物预防与控制工作的具体思路和做法.结果表明,该方法能加强电子信息化产品的质量监督,保证产品质量.     

舰载制导火箭弹总体技术的若干问题探讨

针对舰载制导火箭弹相关研究的发展情况,结合近年来总体技术领域的文献,探讨了飞行弹道中的若干关键技术,明确了初始段弹道的发射方式、发射精度影响因素、垂直转弯控制方式的主要特点,分析了滑翔段弹道的滑翔增程技术和控制方法的相关问题、主要方法和研究进展,综述了攻击段弹道的制导方法和具有末端约束的末制导方法,提出了多学科交叉发展的建议,为舰载制导火箭弹的工程应用提供理论参考。     

舰炮综合智能控制方法探讨

为使舰炮向智能化和信息化方向发展,有必要开展智能控制理论在舰炮控制系统中的应用研究。舰炮控制系统不仅要完成随动系统控制、弹药输送过程中的机构动作控制及数据通信等基本功能,而且还要在此基础上完成人一机交互和故障分析定位等附加功能。目前舰炮控制系统常用的主要有集中控制和分散控制两种结构形式。分层递阶结构体现了分层信息处理与决策的方法,综合了集中控制和分散控制的优点,能兼顾系统的控制管理和单机运行控制。分析表明：舰炮综合智能控制系统应选择分级递阶控制结构。