基于DSP的火箭炮神经网络PID位置控制器的设计

针对传统PID控制器由于参数固定而难以满足火箭炮发射架对跟踪精度和抗负载变化能力要求的缺点,文中设计了基于RBF神经网络的PID控制器,首先通过改进的动态资源分配网络算法完成了神经网络结构的设计,然后对神经网络进行简化将其成功应用于DSP处理器中以实时调节PID控制参数。实验结果表明,此控制策略可以有效的提高系统的跟踪精度与抗负载能力。     

火箭炮交流伺服系统模型参考模糊神经网络位置自适应控制

针对多管火箭炮发射时恶劣的负载特性,设计了一种模型参考模糊神经网络自适应位置控制器。利用RBF网络作为辨识器,实现对被控对象的Jacobian信息辨识,用梯度下降法实时修正模糊控制器的输入输出隶属度参数,以使模型参考模糊神经网络能根据火箭炮跟踪发射过程中的负载特性实时调整速度给定值,从而减小火箭炮发射过程中系统参数变化和外部干扰的影响。仿真和实验结果表明,该方法可有效提高火箭炮位置伺服系统的动态响应能力和稳定性,并使系统具有很强的鲁棒性。     

火箭炮位置伺服系统的复合PID控制

针对经典PID难以在发射过程中存在大转动惯量变化和燃气流冲击扰动的火炮交流位置伺服系统中取得良好控制结果的缺点,设计了一种采用非线性PID和RBF自适应PID复合控制策略的位置控制器。此控制器克服了非线性PID参数只能按照固定规律变化、RBF自适应PID适用范围有限和离线样本选取困难的不足。仿真结果表明控制策略具有较强的抗参数摄动和载荷扰动能力,并能有效提高控制系统的动态响应性能。     

某舰载火箭炮交流伺服系统并行复合控制方法

针对舰载火箭炮在发射过程中会受到风浪以及自身扰动的影响而导致射击精度和稳定性降低的问题,提出一种RBF神经网络滑模-模糊PID控制方法。利用RBF神经网络来削弱滑模的抖振,在误差较小时提高响应速度和鲁棒性;利用模糊规则对PID参数进行调整,在误差较大时提高控制精度。仿真结果表明：该复合控制策略可使舰载火箭炮交流伺服系统具有更高的射击精度和反应速度,提高系统性能。     

火箭炮位置伺服系统模糊自适应滑模控制

针对火箭炮位置伺服系统强耦合、变负载、非线性的特性,提出了一种具有积分滑模面的模糊自适应滑模控制方法。为了使控制律不依赖对象的精确数学模型,利用模糊系统的万能逼近原理,设计了一个模糊系统,实现了理想控制律的逼近。为了抑制滑模抖振,设计了基于切换增益的自适应律,实现了系统参数的动态调节。仿真研究表明,该方法不仅保证了系统的动、静态品质,有效削弱了控制信号的抖振,而且对参数的不确定性具有较强的鲁棒性。     

基于混沌神经网络的防空火箭炮交流伺服系统状态预测研究

为了更加准确地对系统非线性非平稳状态趋势进行预测,运用基于神经网络的混沌预测方法对防空火箭炮交流伺服系统的速度量进行了预测,为基于速度预测值的系统非线性非平稳状态趋势预测奠定了基础。利用C-C法选择了合适的嵌入维和时间延迟,对防空火箭炮交流伺服系统不规则运动的实验数据进行了相空间重构并进行了分析。在原Elman网络中增加了输出层关联单元,并把自反馈增益系数当作连接权值投入到网络的训练中,以增强Elman网络非线性逼近能力,在此基础上建立了基于改进型Elman网络的混沌预测模型。采用基于最大Lyapunov指数预测法和混沌神经网络预测法对系统状态进行了预测,两种方法的预测结果表明,后一种方法对防空火箭炮交流伺服系统速度值预测精度更高,从而使得基于此的系统非线性非平稳状态趋势预测更有效。     

基于Elman网络的自适应火箭炮交流位置伺服系统

针对多管火箭炮发射时恶劣的负载特性,如不平衡力矩的大范围变化以及强大的燃气流冲击,设计了一种基于改进Elman网络的自适应位置控制器。在原Elman网络中增加输出层关联单元,并把自反馈增益系数当作连接权值投入到网络的训练中,利用改进Elman网络根据火箭炮跟踪发射过程中的负载特性实时调整PID控制参数,以减小系统参数变化和外部扰动对火箭炮发射性能的影响。仿真及实验结果表明该方法可有效提高火箭炮位置伺服系统的稳定性和抗干扰能力。     

火箭炮位置伺服系统自抗扰控制

针对火箭炮发射时燃气流冲击干扰强和系统参数变化大的特点,以含有速度闭环的实际伺服系统为对象,建立系统模型并进行频域分析,建立了系统的低频和中频近似模型,并在此基础上分别设计了火箭炮位置伺服系统2阶和3阶线性扩张状态观测器及相应的自抗扰控制律,估计系统未建模干扰并在控制输入中予以补偿。比较分析了设计的自抗扰控制律和传统PID控制在伺服跟踪和燃气流冲击干扰下的控制效果。仿真结果表明,火箭炮伺服系统采用提出的控制方法能有效提高跟踪精度,充分抑制燃气流冲击干扰引起的发射平台振动,保证后续射弹命中精度。     

防空多管火箭炮位置伺服系统负载特性分析

文中依据某小口径多管火箭炮机械结构及防空反导的战术要求，对影响多管火箭炮位置伺服系统性能的摩擦力矩、不平衡力矩、燃气流冲击力矩以及转动惯量的变化规律等进行了详细的分析，为多管火箭炮位置伺服系统的进一步研究提供了依据和基础。     

基于RBF+NTSMC的舰载火箭炮随动系统控制研究

针对舰载火箭炮控制系统存在火箭炮射速、跟踪精度的问题,提出了一种基于RBF神经网络的非奇异终端滑模控制(NTSMC)策略。基于非奇异终端滑模控制强鲁棒性的特点,用RBF神经网络对未建模动态进行自适应逼近,将RBF神经网络与非奇异终端滑模控制相结合,既保持系统良好的鲁棒性又提高了火箭炮发射精度。仿真结果表明:与传统的NTSMC相比,该控制策略有效地提高舰载火箭炮系统的响应速度、鲁棒性以及发射的命中精度。     

火箭炮交流伺服系统全局滑模控制

针对某火箭炮位置伺服系统参数变化范围大,冲击力矩强等特点,提出了一种全局滑模控制方法,并结合伺服系统数学模型对其进行了稳定性证明,同时对于控制律中的高阶微分项,引入微分估计器来获取其高精度估计值。仿真结果表明,该控制方法不仅能够有效抑制抖振,保证系统的响应速度和控制精度,并且对参数摄动和负载扰动具有很强的鲁棒性。     

控制受限的火箭炮位置伺服系统鲁棒自适应反步控制

针对火箭炮位置伺服系统运行过程中所存在的转动惯量和负载力矩变化大,输入控制 受限等各种不确定因素,提出了一种基于动态面滤波法的自适应鲁棒位置控制器。对于模型中的 不确定参数,采用投影算法进行有效估计,利用鲁棒滑模滤波器简化控制器的设计,引入一个辅助 分析系统来对控制输入限制的影响进行有效分析,同时将辅助分析系统与反步方法结合,通过对模 型的等价变换和选择适当的Lyapunov 函数,给出系统的自适应控制器的设计方法。仿真结果表 明,该方法保证了系统的响应速度和控制精度,对参数摄动及外界负载扰动具有较强的鲁棒性。     

强冲击载荷下火箭炮位置伺服系统跟踪控制

针对火箭炮位置伺服系统,提出了一种基于干扰估计的鲁棒跟踪控制策略。考虑火箭炮运行过程中存在的系统参数摄动和复杂外干扰,将两者归为总干扰,采用有限时间干扰观测器对其进行了有效的估计,在此基础上进一步设计了基于指令信号的鲁棒反馈控制器,该控制器中使用指令及指令的导数代替状态反馈信息,从而避免了测量噪声带来的不良影响。通过Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真结果表明,系统能够实现优良的跟踪性能,验证了控制器和有限时间干扰观测器的有效性。     

全局自适应模糊反步控制在火箭炮伺服系统中的应用

针对含未知非线性参量及外界干扰的火箭炮伺服系统,基于反步法提出了一种全局自适应模糊控制策略。利用高斯模糊函数对参数摄动、负载扰动及虚拟函数等不确定因素进行了补偿,并结合工况对控制器参数进行了实时整定。根据伺服系统数学模型及传统反步理论逆向反推得到了控制律表达式,通过李雅普诺夫函数证明了整个闭环系统的稳定性,并对参数摄动及干扰下的位置跟踪进行了仿真研究,同时给出了复杂信号下虚拟控制函数的变化规律。仿真结果表明,该方法不仅保证了系统的响应速度和控制精度,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。     

火箭炮两轴耦合位置伺服系统线性自抗扰控制

为了研究方位和俯仰两轴耦合作用下的火箭炮位置伺服系统控制性能,以含有速度闭环的实际系统为对象建立了火箭炮两轴耦合位置伺服系统数学模型。通过频域分析分别提出了方位和俯仰系统的2阶近似模型,设计了两轴系统的线性扩张状态观测器和自抗扰控制器,对系统未建模干扰进行估计并实时补偿。仿真结果表明：该观测器能较好地估计系统总扰动,所设计的控制器有效抑制了两轴负载力矩耦合效应对系统的影响并补偿了火箭炮发射时燃气流冲击力矩强干扰;在伺服跟踪和发射条件下采用所提出的控制方法充分抑制了耦合系统发射平台振动,保证后续射弹精度,性能指标明显优于PID控制。