基于微分对策的鲁棒导弹自动驾驶仪设计

针对导弹纵向通道存在干扰影响的问题,设计了一种复合控制方案.首先,选取超螺旋干扰观测器估计未知干扰,并设计积分滑模控制器补偿输入干扰产生的影响;其次,基于微分对策理论,结合自适应动态规划算法,设计单评价神经网络在线求解自适应最优控制器来抑制非匹配干扰,利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性和评价网络权值的...     

自适应模糊H∞输出反馈控制在导弹自动驾驶仪设计中的应用

研究了自适应模糊H∞控制在导弹自动驾驶仪中的应用.针对导弹飞行动态的非线性和不确定性,采用了近年来发展起来的自适应模糊控制,并结合H∞控制技术,在模型未知的情况下,有效地实现了导弹的飞行控制.另外,在状态不可测的情况下,利用高增益观测器,实现了导弹的输出反馈控制.提出的控制器不但对模型不确定具有鲁棒性,而且对具有不同飞行动态的导弹有很强的通用性.     

导弹电液伺服机构的自适应模糊滑模跟踪控制

针对导弹电液伺服机构的跟踪控制问题,提出了一种自适应模糊滑模的设计方案.使用具有参数在线调节的自适应模糊控制,逼近滑模控制中的等效控制部分,并确定非线性控制项以保证系统的稳定性.根据滑模控制原理给出四条模糊规则,以平滑不连续控制,达到削弱抖振的目的.仿真结果表明了该方案的有效性.     

大攻角导弹非线性动态自动驾驶仪研究

以设计大攻角导弹非线性动态自动驾驶仪为目的,基于大攻角非线性弹体动力学模型,按过载跟踪误差渐进收敛为目标,建立了应满足舵机偏角的非线性动态方程。结合舵机动力学模型,并按照动态逆原理得到了期望的控制律表达式,然后进行了控制律简化。分别仿真验证了小攻角、大攻角和弹体模型参数摄动条件下控制律的性能,并与传统方法进行了比较。结果表明,非线性动态控制方法的指令跟踪和抗模型参数摄动的鲁棒性均优于传统方法。     

考虑自动驾驶仪二阶动态特性的局部收敛导引律

探讨了在考虑驾驶仪二阶动态特性的情况下,拦截高速机动目标的末制导律设计问题。提出了一种局部稳定性理论,并应用该理论对系统的状态变量进行分析,根据变量对制导效果的影响,将系统分解为两个子系统,对子系统设计Lyapunov函数,证明其稳定性,并由局部稳定推出全局稳定。在整个设计过程中,仅考虑视线角速率的变化,使得设计过程大大简化,设计的导引律有效地克服了自动驾驶仪动态延迟对制导精度的影响。仿真结果表明,在目标做各类机动且自动驾驶仪存在较大滞后的情况下,该导引律仍具有较高的制导精度。     

飞行速度可调导弹的自适应滑模制导律

为获得更好的制导性能,利用一类采用流量可调发动机的导弹所增加的飞行速度控制自由度,提出一种修正比例导引+飞行速度控制的双重控制自适应滑模制导律。修正比例导引并以弹道末端过载需求为零进行修正设计,在对其瞬时脱靶量分析的基础上,选取视线角速度和飞行速度控制量等作为滑模面,并进一步采用自适应滑模控制方法,推导了减少脱靶量的速度控制制导律。仿真结果表明,相比于比例导引和采用速度保持的修正比例导引,所设计的自适应滑模制导律的脱靶量更小,弹道更平滑,过载需求也更小,实现了导弹飞行速度的主动控制。     

基于自适应动态规划的多对一追逃博弈策略

针对多对一追逃博弈(PE)问题,提出了显性协同框架下的最优追逃控制策略.首先,利用图论工具将多对一追逃博弈问题转化为多智能体系统一致性控制问题;然后,结合自适应动态规划(ADP)技术,设计评价网络对追逃双方控制策略进行在线求解,并利用Lyapunov法证明稳定性.考虑到追逃策略总是成对出现,单个逃逸者面对多方追击时存在...     

Boost/Buck变换器的鲁棒高阶滑模算法实现

针对一种可以实现能量双向流动的Boost/Buck变换器,分析了变换器两种工作方式并建立了数学模型。同时,针对该变换器设计了高阶滑模控制器使整个系统获得了较好的动态性能和稳态精度,并且在两种工作模式下都具有较好的抗扰动能力,从而提升了系统的鲁棒性。最后利用仿真技术,对系统的功能和性能进行了验证,在四次输入扰动下,输出电压发生的变化小于0.06V(0.25%),调节时间小于0.007s,证明控制器设计方法的正确性。     

基于在线神经网络的自适应鲁棒飞行控制

一般的自适应神经网络,因为没有长期学习性与全局适应性,只能适应当前的瞬时状态,满足不了导弹高精度飞行的要求.基于李亚普诺夫稳定理论和神经网络的非线性函数的拟合特性,设计了具有背景学习功能的在线自适应神经网络鲁棒控制器.首先分析了逆误差产生的原因,然后用神经网络来补偿系统逆模型误差,并利用李亚普诺夫稳定性理论推导了在线网...     

空空导弹的神经网络自适应终端滑模末制导律

主要研究空空导弹的末制导问题。简单研究了三维比例导引律,基于Terminal滑模控制方法提出一种新型的三维末制导律,并分析了它的不足,在此基础上进行改进,从而提出基于RBF神经网络的自适应快速终端滑模(AFTSM)制导律。该制导律在非线性系统的精确模型未知的情况下,通过RBF神经网络对非线性模型进行逼近,并根据Lyapunov方法设计了参数自适应律。最后对所研究的导引律在目标机动情况下进行仿真验证,仿真结果表明,该制导律与比例制导相比有较大的性能改善。     

Robust Adaptive Sliding Mode Control for Nonlinear Uncertain Neutral Markovian Jump Systems

This paper investigates the robust adaptive sliding mode control problem for a class of nonlinear uncertain neutral Markovian jump systems. In this study, the system state is unmeasurable and the upper norm bounds of the nonlinear functions are unavailable. An observer-based adaptive sliding mode controller is synthesized to render the resulting error system stochastically stable with a prescribed disturbance attenuation level. Finally, a numerical example is exploited to demonstrate the effectiveness of the control scheme.     

动中通多子阵天线自适应PID滑模稳定控制

动中通在载体运动中进行卫星通信时,天线受到各类扰动的影响而不能准确对准卫星,降低了通信质量。为了解决此问题,设计了一种自适应滑模天线姿态稳定控制器。首先建立了动中通天线系统的动力学模型;基于此模型,采用PID滑模面设计了天线的滑模姿态控制器;通过对扰动的自适应估计,在扰动上界未知情况下获得了平滑的滑模控制输入;将PID方法引入控制器设计,提高了系统的动态响应速度。仿真结果表明,所设计控制器具有良好的动态响应特性和控制精度,且控制电压输出无抖振。     

基于动态规划的制导滑翔炸弹最优控制研究

针对制导滑翔炸弹的最远滑翔距离问题,提出一种基于动态规划的制导律设计方法.对制导炸弹受力和滑翔控制约束进行分析;按照最优化分析方法建立制导滑翔炸弹的数学模型;根据末端着地角约束的特点,设计了顺序搜索的动态规划算法.最后,根据制导炸弹实际飞行情况,确定了各项约束的参数,按照设计的算法进行了寻优计算.计算结果表明了该方法的有效性.     

Adaptive Dynamic Sliding Mode Control for Near Space Vehicles Under Actuator Faults

A novel adaptive dynamic sliding mode (ADSM) fault-tolerant control (FTC) methodology is developed for near space vehicle attitude control systems with actuator faults in this paper. The proposed ADSM approach combines dynamic sliding mode with adaptive control strategies that can make the systems stable and accurately track the desired signals in the presence of external disturbances, model parameter uncertainties, and even actuator faults. Firstly, the attitude dynamic model of X-33 and its faulty model are introduced, then the ADSM control and fault-tolerant control laws are designed for outer-loop and inner-loop, respectively. Finally, in comparison with one existing approach, the simulation results are provided to show the effectiveness of the proposed FTC scheme.     

基于趋近律滑模最优控制的无人机撞网回收轨迹控制

针对舰载无人机撞网回收过程的下滑轨迹跟踪控制问题,在设计基于α β滤波器的轨迹控制外回路的基础上,着重设计了趋近律滑模控制与最优控制相结合的姿态控制内回路,提高了系统的稳定性并改善了系统的动态性能。以某小型无人机为例进行了撞网回收全过程三维数值仿真,仿真结果表明,该撞网回收着舰轨迹控制系统能够实现下滑过程飞行姿态及轨迹的精确控制,且能够在舰船甲板运动情况下实现较精确的撞网回收。     

基于Ackermann规则的离散全程灰色滑模控制在数字导弹姿态控制系统中的应用

针对数字式导弹姿态控制系统的参数具有时变性和不确定性的特点,设计了一种离散变结构控制器.该控制器结合了Ackermann规则设计切换函数简单、易行的优点和全程滑模控制器的全局鲁棒性的长处.同时引入灰色理论,设计了灰色补偿控制项,用于克服数字导弹姿态控制系统的不确定项对系统造成的影响.结果表明,该控制器在导弹姿态控制系统中的仿真效果较为令人满意.     

基于神经网络仿射非线性系统滑模自适应控制

研究了一类单输入单输出仿射非线性系统的自适应控制问题.采用反馈线性化方法设计控制器,用神经网络逼近系统中的未知非线性函数,并在神经网络权值的自适应律中引入权值误差的概念,以改善系统的动态性能.同时采用滑模控制方法设计补偿器,提高了系统的鲁棒性.理论分析及仿真结果表明,所设计的控制器,不仅能解决该系统的轨迹跟踪控制问题,...     

带有干扰观测器的分数阶滑模控制

针对一类带有匹配不确定性的系统,结合分数阶理论设计分数阶滑模控制器,在保证控制精度的同时,更好地削弱系统中存在的抖振;针对系统中存在的不确定量,利用干扰观测器来估计;最后对系统稳定性进行分析。通过仿真验证可以看出,所用方法不仅能很好地估计不确定量,而且能极大降低系统抖振。