基于内模控制的分数阶PID算法的稳瞄控制器

研究了分数阶PID在稳瞄系统的控制效果.为了简化分数阶PID的设计,提出一种基于内模控制的分数阶PID设计方法：利用内模原理构造一个仅含整定参数的内模PID,然后通过增加积分阶次λ与微分阶次μ,从而获得分数阶PID控制器;这3个参数可由截止频率、相位裕度和增益鲁棒性约束确定.Matlab仿真与硬件平台试验证明,该控制器相较利用同样约束条件设计的其他控制器,可以使稳瞄系统取得更好的控制性能.     

伺服系统的离散时间双口内模控制器设计

随着数字计算机在控制中的广泛应用，直接在离散时间内设计数字化控制器具有现实意义。在陈庆伟学者提出的连续时间双口内模控制的基础上，提出了一种针对伺服系统的离散时间双口内模控制器设计方法。其基本原理是在基本的内模控制结构上增加一个控制器，从而获得更高的系统性能。并对系统的鲁棒性能、跟踪性能和抗干扰性能进行了理论分析。仿真结果表明，当模型参数存在较大误差时，系统性能优于PID控制，且具有高阶无静差特性。     

基于Fuzzy-PID的导弹控制系统设计研究

研究并提出了一种Fuzzy—PID控制器的设计。该控制器把Fuzzy控制和传统的PID控制有机地结合起来，实现了对控制系统的参数自整定。给出了导弹纵向姿态运动数学模型和仿真试验设计。仿真结果表明，这种Fuzzy—PID控制效果明显优于单纯的PID控制方式，特别对变参数系统具有较强的鲁棒性。     

基于智能PID的鱼雷控制算法探讨

鱼雷姿态控制是鱼雷自主推进控制的基础,而常规姿态PID控制方式存在响应慢、精度低、超调量高的缺点,对于鱼雷的稳定跟踪是不利的。本文引入智能PID控制的方式,设计了一种用于鱼雷姿态控制的PID控制器,该控制器综合了智能比例、积分分离和单神经元控制方法,实现了鱼雷姿态的智能控制。仿真研究表明,该算法简单且易于实现,响应快、超调量小并有较高的控制精度和较强的稳定性。     

航天器降维姿态-轨道一体化控制算法

针对航天器控制系统在本体坐标系下出现单轴姿态控制失效的问题,提出一种降维姿态-轨道一体化控制算法。该首先设计降维姿态稳定控制器,通过对其他两轴的姿态控制实现对航天器全姿态的渐近稳定控制;然后设计耦合轨道控制器,引入自适应滑模控制器,在单轴失效情况下确保轨道控制的渐近稳定,最后给出降维姿态稳定控制器和耦合轨道控制器渐近稳定控制的证明过程。仿真结果表明,提出的降维姿态-轨道一体化控制算法可将单轴控制失效的航天器调整到渐近稳定控制状态,计算结果满足工程精度要求。     

区间控制理论在简易制导炸弹控制系统设计中的应用

简要介绍了区间控制理论设计控制器参数的方法,并结合制导炸弹飞行过程中结构参数连续变化的特点,运用该理论对制导炸弹纵向通道中的姿态稳定回路和质心稳定回路分别进行了PID参数的设计.仿真结果表明,设计出的控制器能实现制导炸弹整个空域只需一组控制器参数的实际需要,解决了不断切换控制器参数容易引起抖动的问题,且控制参数合理,控制器性能优良.     

区间控制理论在简易制导炸弹控制系统设计中的应用

简要介绍了区间控制理论设计控制器参数的方法，并结合制导炸弹飞行过程中结构参数连续变化的特点，运用该理论对制导炸弹纵向通道中的姿态稳定回路和质心稳定回路分别进行了PID参数的设计。仿真结果表明，设计出的控制器能实现制导炸弹整个空域只需一组控制器参数的实际需要，解决了不断切换控制器参数容易引起抖动的问题，且控制参数合理，控制器性能优良。     

基于模糊控制的共轴飞行器姿态自稳算法

针对共轴双桨飞行器悬停飞行姿态控制过程中传统控制算法姿态控制效果不理想、智能控制算法在嵌入式系统中不适用的问题,提出一种在姿态解耦的基础上利用串级PID与模糊控制相结合的半自适应姿态控制算法。该算法在共轴双桨飞行器的姿态控制器中加入了姿态解耦器,并利用模糊控制器实现了串级PID控制器内环参数的自适应。仿真实验和飞行试验表明,该控制算法无论是在数值模拟仿真系统中还是在现场飞行试验中都能表现出较好的控制效果。     

航空发动机的CMAC与PID并行控制

提出了一种基于CMAC神经网络与PID并行控制方法，利用传统的PID控制器实现反馈控制．保证系统的稳定性．并抑制扰动；利用CMAC神经网络控制器实现前馈控制．保证系统的控制精度和响应速度。将该算法应用到航空发动机控制中．结果表明．与单纯PID控制算法相比，该算法增强了系统的控制精度，提高了系统的响应速度．并具有较好的抗干扰能力。     

无人机飞行控制PID参数的模糊自整定技术研究

现今,无人机在军事和民用上都有重要的应用价值．它要完成自主飞行,需要飞机的控制系统具有良好的控制特性．本文中首先介绍了PID参数自整定方法,然后针对无人机俯仰姿态的控制律设计了一种模糊PID飞行控制器,并对这种PID控制器的控制特点及参数设计规则等进行描述．仿真结果表明,这种模糊自整定PID控制器比常规PID控制器超调量小．它具有调节时间短,控制系统实时性和抗干扰能力强的特点．     

大时滞过程的自整定PID控制器

大时滞过程的自整定PID控制器,采用基于内模控制策略的继电型PID自整定.通过继电反馈辨识方法获得被控对象模型参数.该控制器由等效扰动信号、被控对象、对象模型、内模控制器、反馈滤波器及参考输入滤波器组成.其仿真结果表明:该方法不仅具有良好的鲁棒性,而且调节快速,参数整定方法简单,适合工程应用.     

微纳卫星姿态控制系统的半实物仿真

针对脉冲等离子体推进器作为执行机构的微纳卫星姿态控制系统(attitude control system,ACS)仿真的需 要,采用脉冲信号控制双旋翼实验平台对微纳卫星姿态控制系统进行半实物仿真。使用 Elman 神经网络 PID 的控制 策略,在线调整 PID 参数,适应动态系统。通过半实物仿真平台的对比试验,验证了 Elman 神经网络 PID 控制系统 自适应能力强、超调量小等优点,同时也验证了双旋翼实验平台对于脉冲等离子推进器半实物仿真的有效性。     

柔性充气空间飞行器姿态控制系统设计

针对充气空间飞行器刚柔耦合影响下的高精度姿态控制问题，提出基于自抗扰控制理论的姿态控制系统设计方法。建立刚柔耦合动力学模型，综合采用线性自抗扰控制、姿态机动路径规划、脉冲调宽调频调制、滤波处理等控制策略进行柔性充气空间飞行器姿态控制系统设计。通过数值仿真实验对所设计系统进行验证，并与传统PID控制进行对比分析。仿真结果表明，采用新方法设计的柔性充气空间飞行器姿态控制系统可以适应大角度姿态机动，能够有效抑制充气囊体的柔性振动，在节省燃料消耗的同时实现高精度姿态控制。     

电动操纵负荷系统多余力抑制研究

为有效抑制多余力对系统的伺服精度、动态性能和稳定性等指标的影响,提出PID＋前馈补偿复合控制策略的设计思想。阐述电动操纵负荷系统的组成及工作原理,通过对系统的模型建立及仿真分析,深入了解多余力产生的机理及对系统的影响,并以俯仰通道为例,采用阶跃响应和正弦响应进行测试验证。结果表明,该控制策略能有效抑制多余力影响,提高电动操纵负荷系统的力感跟踪精度。     

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。     

高超声速飞行器的终端滑模姿态控制

针对具有高度非线性、强耦合、含较大不确定性特点的高超声速飞行器,设计了终端滑模控制器,并应用于高超声速飞行器的姿态控制中。对飞行器姿态控制系统的慢回路设计PID控制律,快回路设计终端滑模控制律。终端滑模控制对系统参数的变化不灵敏,具有良好的鲁棒性。并利用李雅普诺夫稳定性理论证明整个闭环系统的稳定性。仿真结果表明,在气动参数大范围摄动的情况下,该控制系统对于高超声速飞行器姿态角信号指令具有良好的跟踪性能。     

高超声速飞行器再入段RCS 姿态控制

为满足反作用控制系统(reaction control system,RCS)姿态控制需求,对高超声速飞行器再入段的姿态控制进行研究。以X-34的RCS系统为对象,建立了RCS的数字模型,设计了RCS姿态控制率与PWPE脉冲调制器,利用非线性描述函数法分析姿态控制系统的稳定性,并通过Matlab仿真验证了所设计的RCS姿态控制系统性能。仿真结果表明:该PWPF脉冲调制可以满足RCS姿态控制的需要,同时与传统的PWM脉冲调制相比,可以较大地降低RCS消耗的流量与开启次数,可为高超声速飞行器再入段RCS姿态控制系统设计提供参考。     

折叠式共轴反桨无人机飞行控制技术研究

针对折叠式共轴反桨无人机的飞行控制问题,提出一种用于位置和姿态的反馈控制系统的反步滑模控制 算法。通过对无人机飞行状态进行分析,建立无人机的动力学模型,采用反步滑模控制算法设计折叠式共轴双旋翼 无人机的姿态和位置控制算法,并研发试验样机进行飞行测试实验。实验结果表明：对比传统串级比例-积分-微分 (proportional integral derivative,PID)控制算法,所提出的位置和姿态对反步滑模控制算法能有效地提高飞行稳定性。     

一种PID参数调整方法研究

一种PID参数调整方法,以偏差e和偏差变化率ec作力输入,可满足不同时刻偏差e和偏差变化率ec对PID参数调整的要求。利用模糊理论在线对PID参数进行调整,构成参数调整PID控制器。与经典的PID控制方式相比较,该控制方式在动态性、稳态性及鲁棒性方面都有较大提高,在实际中将具有更广泛的应用。