基于模型参考自适应方案的飞行器增稳控制研究

文中应用模型参考自适应理论设计飞行器纵向增稳控制系统,阐述了建立高品质参考模型及应用超稳定性理论设计增稳控制律的方法。利用超稳定性设计方法能够获得一簇自适应控制律,设计者可从中选择以获得理想的控制性能。仿真结果表明,自适应飞行器增稳控制系统性能良好。     

基于改进Elman网络的自适应预测函数控制

基于改进Elman网络的自适应预测函数控制算法，使用网络作被控对象的预测模型，按实际输入输出数据建立对象的网络预测模型(NPM)．当预测误差大于规定值时，在线修正对象数据NPM权值，使其准确反映对象的动态特性，将预测误差控制在规定范围．以电液伺服舵机为对象仿真，选择合适网络结构、权值初值和学习速率，自动修正网络权值以适应变化的被控对象，实现了快变过程的鲁棒控制．     

基于模型预测控制的自适应噪声抵消方法

针对用常规自适应滤波器实现噪声抵消,在没有或很少先验概率的情况下,消除噪声效果很差,阻碍了自适应消噪在实际中的应用。为此,将模型预测控制结构引入自适应噪声抵消。基于模型预测控制的自适应噪声抵消方法利用已有误差控制和预测的误差控制对自适应滤波器的权值进行优化,能够很好地克服系统非线性带来的扰动。理论推导和仿真表明:该方法对先验概率的依赖性小,可以实现实时性的噪声消除,具有良好的鲁棒特性。其特点是利用已有误差控制和预测的误差控制对自适应滤波器的权值进行优化,能够很好地克服系统非线性带来的扰动。     

基于神经网络的模型参考自适应控制方法

针对传统基于模糊神经网络的模型参考自适应控制方法的一些不足,提出了一种基于BP神经网络的模型参考自适应控制结构,并对所使用的BP网络学习算法进行了分析改进。对比分析采用传统自适应方法和改进的自适应方法时,不同的控制仿真结果表明,改进后的方法可以有效地抑制神经网络的“过学习”现象,减小了对神经网络辨识器精度的依赖程度,改进效果显著。     

基于MPC-MFAC的双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制

简化模型带来的模型失配以及外部环境不确定性是导致轨迹跟踪误差的主要原因,尤其对于无人履带车辆,其复杂的物理特性和工作环境更放大了两大因素的不利影响。针对该问题,将基于模型和基于数据的控制方法结合起来,提出一种基于模型预测控制结合无模型自适应控制补偿的双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制方法。在平衡建模准确度和求解耗时的基础上,利用模型预测控制进行前馈求解。针对模型预测控制中简化模型与车辆实际模型之间必然存在的差异以及环境不确定性,基于动态跟踪效果构建无模型自适应控制算法进行补偿,即利用车辆实际轨迹与模型预测所得轨迹之间的误差,对模型预测控制求解的两侧履带速度控制量进行实时修正。仿真实验结果表明,该方法能够在一定程度上抑制系统内外部不确定因素的影响,提高动态环境下双侧独立电驱动无人履带车辆轨迹跟踪控制的精度。     

棱镜式激光陀螺双纵模自偏频现象研究

棱镜式激光陀螺处在特殊的双纵模四频振荡状态下,陀螺可以无偏频地检测出地球自转角速度的天向分量,此时闭锁消失,陀螺处于自偏频状态。设计了基于气体密度和折射率控制的棱镜式环形谐振腔模态控制系统,在此基础上搭建自偏频实验平台。实验得出陀螺在自偏频状态下,两纵模的振荡频率位置处在增益曲线两侧,强、弱模式振荡强度之比约为1.4∶1.0等特点。根据激光半经典兰姆理论,建立了激光陀螺双纵模自偏频物理模型,进而推导得出弱模的频率推斥效应是产生自偏频效应的主要因素。此研究成果将为研制新体制自偏频激光陀螺提供参考。     

某高超声速飞行器助推段纵向控制策略研究

为解决某高超声速飞行器助推段纵向控制的问题,以火箭助推垂直发射式飞行为对象,对其高超声速飞 行器助推段纵向控制策略进行研究。根据飞行器的飞行环境和自身结构,给出特性分析并剖析了控制难点,建立运 动参数时变模型,提出纵向姿态控制、增稳控制和迎角保护策略。分析结果表明：从稳定性和操纵性两方面与迎角 相比,俯仰角控制器具有更好操稳性,俯仰角速率指令内回路在助推段相比于阻尼内回路具有更好的鲁棒性。     

陀螺稳定平台的滑膜变结构控制实验研究

针对高精度陀螺稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以挠性陀螺为惯性传感器的双轴陀螺稳定平台.介绍了该平台的结构,分析了影响平台稳定精度的因素,并针对速率陀螺反馈加传统PID控制不能实现稳定角度无静差的问题,尝试了一种滑膜变结构控制策略.试验结果表明,采用滑膜变结构控制方法后,陀螺稳定平台精度可提高50％以上.     

基于自适应模糊滑模的大型液压起竖系统控制策略研究

大型液压起竖系统由于受到诸多外界干扰等因素的影响,存在很强的非线性特性和不确定性,难以实现起竖过程的精确跟踪控制。为实现起竖过程中的精确跟踪控制设计了一种自适应模糊滑模控制器,利用模糊系统的逼近特性逼近滑模的等效控制项,并用李雅普诺夫分析方法给出了自适应律,针对自适应参数难以确定的问题,用遗传算法对参数进行了优化。仿真结果表明,该控制方法有较强的抗干扰能力和良好的跟踪性能,提高了起竖过程的稳定性。     

基于自适应滑模控制的高超声速巡航飞行器攻角控制律设计

针对临近空间高超声速巡航飞行器动力系数变化大、攻角要求精确控制的特点,设计了一种自适应滑模变结构攻角控制律。该控制律采用内外环结构,内环通过俯仰角速率反馈提高系统的阻尼、改善动态过程品质,外环控制飞行攻角,用自适应算法调节滑模控制器的控制参数来逼近时变系统参数的上界同时消除外界干扰。仿真研究表明,所设计的攻角控制律响应快、稳态误差小,具有良好的跟踪性能和鲁棒性能。     

基于BP-GSA优化的某随动平台滑模控制

为实现某随动平台负载模拟器响应的快速性和系统的鲁棒性,提出一种基于遗传模拟退火算法(genetic simulated annealing,GSA)优化的BP神经网络(BP-GSA)滑模控制方法。根据负载模拟器各环节硬件组成,建立系统等效数学模型;采取非奇异终端滑模实现对系统的控制,并采用BP神经网络对状态方程中未定项进行逼近,利用GSA算法调整网络节点权值。实验仿真结果表明：相比于传统滑模控制和PID控制,该方法在具有扰动输入的情况下,具有最小的稳态误差和最快的跟踪速度,能够有效提升系统的响应速度和力矩跟踪精度。     

基于LQR方法的水下航行器热动力推进系统控制研究

对水下航行器热动力推进系统的非线性模型进行了线性化处理,应用线性二次型控制方法设计了系统的最优控制器,采用极点配置的方法设计了系统的状态估值器。并对系统的恒深变速过程和恒速变深过程进行了仿真计算。仿真结果表明,所设计的最优控制器取得了理想的控制品质,能够大大改善动力系统的性能。     

二阶滑模控制算法在滑翔增程弹中的应用研究

滑翔增程是目前采用的较为有效的一种弹箭增程技术,对滑翔增程弹进行控制,就要使弹丸在飞行过程中,能够尽可能地跟踪方案弹道。利用无陀螺捷联惯性测量装置,实时解算弹丸滑翔飞行过程中的实际飞行姿态和弹道参数,与方案弹道中的理想飞行参数进行比较,其偏差信号构成控制指令。将增程弹的弹道分为升弧段和降弧段:升弧段为无控飞行;降弧段采用二阶滑模控制算法设计控制器。通过鸭式舵控制弹丸飞行实现增程,获得了较高的指令跟踪性能,对滑翔增程弹的设计具有一定的参考价值。