基于线性二次型调节器的乒乓舵最优控制方法

针对二维弹道修正引信乒乓舵机控制周期不稳定的问题,提出了基于线性二次型调节器(LQR)控制算法的乒乓舵机控制方法。首先对乒乓舵机进行数学建模,其次将乒乓舵机的数学模型写成状态空间描述的形式,再判断乒乓舵机的状态空间描述是否满足LQR控制算法的应用条件,最后应用LQR控制算法得到最优控制律。仿真结果表明,基于LQR控制算法的乒乓舵机控制方法与传统的三环PID控制方法相比,调节时间短,不存在超调,控制精度高,同时所需控制量少。     

基于自适应互补滤波的滚转角测量算法

针对二维弹道修正引信采用多传感器信息融合的滚转角测量存在精度不足等问题,提出了基于自适应互补滤波的滚转角测量算法。该方法采用互补滤波器对速率陀螺仪、磁强计信息进行了融合,针对引信在出炮口时刻高速旋转,卫星对准时刻的滚转减旋以及弹道修正时刻的滚转角稳定等不同弹道特征点处的干扰特性,设计了参数自适应调整的互补滤波器,能够有效克服传统互补滤波器无法适应引信的整个工作场景的困难。理论分析及仿真结果表明,该算法能够有效补偿高速旋转带来的滤波器延时误差、陀螺零偏漂移以及舵机高速运动引入的磁场干扰等,能够在存在干扰的情况下较传统固定系数互补滤波器滚转角测量精度提升2～3倍,具有更强的环境适应性和工程可实现性。     

基于二次型性能指标学习算法的温度控制系统

针对单神经元PID控制中学习速度较慢,动态响应时间长等问题,提出基于二次型性能指标学习算法的单神经元PID控制器,改善单神经元PID控制器的性能。同时,基于该算法进行了工业用温度控制试验箱设计。样机实验表明,该种新型控制算法具有学习速度快、动态响应时间短的特点,该系统具有良好的动态品质和稳态性能。     

基于陀螺和卫星定位组合的滚转角测量方法

针对现有微旋弹滚转角测量方法易受天气条件限制或环境电磁干扰的问题,提出了基于陀螺和卫星定位组合的滚转角测量方法。该方法在分析陀螺测量滚转角原理的基础上,对弹丸滚转角三角函数的两种表达方式求和,将三轴陀螺和卫星定位数据融合建立卡尔曼滤波方程估计弹丸滚转角。仿真和实验表明:滤波估计滚转角准确且滤波算法的收敛速度快,测量误差均值小于2.5°,均方差小于3°,可用于微旋弹或微旋引信的滚转角测量。     

倒立摆系统的线性二次型状态反馈控制

针对倒立摆系统非线性、鲁棒性、镇定、随动及跟踪等问题,提出二次型状态反馈控制.LQR控制器用于倒立摆的控制模式,保持摆锤稳定在竖直向上不稳定状态点附近,使小车位移跟踪给定信号.应用Matlab工具函数lqr,得到最优控制器对应的反馈增益矩阵,由此实现求反馈矩阵及倒立摆控制的程序.其仿真实验效果较好.     

航向机动环境中基于陀螺/地磁信息融合的滚转角解算算法

针对传统的制导导弹利用地磁信息精确制导时偏航角变化引起滚转角解算出现较大误差的问题,提出了采用陀螺测量的弹体轴向角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体滚转角解算的融合算法,给出了制导导弹自由飞行段和制导飞行段滚转角的解算方法,在高速飞行仿真转台上进行了半物理仿真试验。试验结果表明:在偏航角+60°~-60°大范围偏航变化的情况下,该文所提出的滚转角融合算法的解算精度控制在5°以内,比传统单纯依靠地磁信息进行滚转角解算的精度提高近6倍,为后续制导导弹实现精确打击提供了必要的测试手段。     

末制导炮弹初始滚转角的确定

文中根据末制导炮弹的飞行特点,提出了利用捷联惯导系统中的陀螺信息,确定末制导炮弹初始滚转角的方法,并通过半实物仿真试验,验证了初始滚转角确定方法的正确性.     

导弹纵向自动驾驶仪线性二次型控制器设计

基于尾舵控制的导弹纵向自动驾驶仪开展线性二次型控制器设计,为消除系统的跟随误差,设计了最优反馈控制,并分析目标函数的权重对系统性能影响;仿真结果表明:在合理的选择目标函数的权重的情况下,线性二次型控制器具备良好的动态响应品质,且可以降低对控制量需求。     

基于曼彻斯特编码算法的单通道二次雷达信号重构方法

针对目前算法不能有效解决单通道信号混扰的问题,提出了基于曼彻斯特编码算法的单通道二次雷达信号重构方法。该方法首先将接收到的混扰信号进行采样重构,得到新的混扰信号矩阵;然后利用MDA算法对信号进行估计与分选;最后将得到的分选信号矩阵进行重构、解码,得到相应应答信号。仿真结果说明:改进方法对单通道的混扰信号可以进行有效分选。     

利用光测图像求解目标滚转角的新方法

针对光测图像螺旋标志线法作用距离短、准备时间长等缺点,文中提出一种不依赖于目标上特定标志的滚转角测量新方法。本方法采用面面交会求出目标中轴线和双翼线的空间方程,利用双翼线与弹体坐标系的夹角关系求解滚转角。仿真实验表明:方法精度高,结果稳定,其精度主要由图像直线的提取精度决定。     

具有终端约束的线性二次型微分对策制导律

主要针对具有终端碰撞角度约束的线性二次型微分对策制导问题进行研究.首先,采用终端投影法定义零效脱靶量和零效碰撞角作为新的状态变量,实现了系统降阶;然后,基于零和微分对策原理,进行制导律的推导,并对导航增益、鞍点解的存在域和理想拦截性能进行了分析;最后,分别针对目标作常值机动和方波机动2种情况对系统性能进行了仿真.结果表...     

气动力／直接力复合控制导弹的线性二次型最优控制设计

对应用直接力和气动力复合控制的弹体,进行线性二次型最优控制设计。通过求解线性二次型调节器获得最优状态反馈律,将最优状态反馈转换为等价的输出反馈,角速度和加速度的测量值就可用于输出反馈律的形成,避免了含有不可测量状态攻角的状态反馈律在实现上的困难。复合控制和气动力（或直接力）单独作用时的仿真对比结果说明,所设计的复合控制...     

基于智能运动控制器的二次插补算法

基于智能运动控制器的二次插补算法可分成两次运算,即采取离线粗插补和实时精插补完成.粗插补由上位机完成,精插补由智能运动控制器完成.该方法可用于多轴联动、机器人等的运动控制.     

二维弹道修正引信转角控制翼面角度测量方法

针对固定翼二维弹道修正引信转角控制在炮射环境中翼面角度测量难度大、成本高的问题,提出了固定翼二维弹道修正引信转角控制翼面角度地面测量方法。该方法利用坐标系转换关系计算出地磁矢量在准弹体坐标系弹轴径向平面分量与准弹体坐标轴之间的夹角,结合目标角的分析,计算出外弹道起控后地磁分量和翼面的夹角及其变化规律;然后通过测量双旋转台径向平面上地磁分量的方向、飞行控制模块装定炮位射击参数,存储并读取外弹道航偏角和俯仰角数据,最终在双旋转台实现二维弹道修正引信翼面转角控制角度的测量。仿真和实验结果表明,该方法能够方便、准确地实现固定翼二维弹道修正引信的转角控制在炮射环境中翼面角度的测量。     

基于二维波束控制引信的起爆控制方法

针对传统的波束倾角固定引信无法满足新一代防空导弹引战配合需求的问题,提出了基于二维波束控制引信的起爆控制方法。该方法通过将平面相控阵技术引入引信天线,实现了波束的二维控制。在此基础之上建立了引信最佳起爆角和起爆方位模型并设计了基于波束分档前提下的起爆控制算法,保证了二维波控引信与定向战斗部的有效配合。在H平面内,根据起爆方位角来选择战斗部的起爆点;在E平面内利用波束倾角分档控制和延时调整炸点的方法,把修正后所对应的起爆角与动态破片飞散角差值作为起爆控制量,实现智能化引战配合。仿真分析表明该方法可实现战斗部适时起爆并将破片飞散方向对准目标,显著提高了引战配合效率。     

基于二次相关的时延估计方法研究

以空间任意多元传感器阵列为模型,以被动定位算法为基础,针对传统时延估计方法中的互相关算法存在着估计精度不高的问题,提出了一种基于二次相关的时延估计方法。该方法首先对信号作自相关提高信噪比,再将自相关函数和互相关函数作相关处理得到时延值。理论和实验结果都表明:相对于传统的互相关时延估计方法,二次相关法可以明显的抑制噪声对信号时延估计的影响,提高时延估计的精度。     

基于改进序列二次规划的非线性控制分配

针对多操纵面飞机舵面偏转角与力矩系数之间的非线性问题,提出一种改进粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)和序列二次规划算法(sequential quadratic programming,SQP)相结合的方法来解决非线性控制分 配问题。以飞翼模型为对象,对模型舵效进行分析,在舵效非线性的情况下,采用拟合函数的方法来表示舵效的非 线性;对粒子群算法进行改进,采用拟牛顿法及线搜索方法对序列二次规划方法进行改进,并对改进后算法的拟合 效果进行比较;在线性舵效与非线性舵效下进行仿真对比,验证了算法的有效性。仿真结果表明：该算法能提高粒 子群算法的全局搜索能力,保证分配的准确性。     

基于线性最小方差和递归最小二乘的融合算法

针对目前水下目标定位的数据融合算法定位误差较大,精度缺乏良好性能的情况,提出一种应用于水下分布式探测考虑节点可信度的基于线性最小方差估计(LMSE)和递归最小二乘(RLS)的自适应融合算法。该算法采用两级自适应调整得到最优加权因子,首先利用线性最小方差估计(LMSE)算法得到权系数的初始值,然后利用训练节点和递归最小二乘(RLS)算法自适应地调整达到最优。对水下静态和运动目标定位进行的仿真表明,相比单传感器定位,提出的融合算法的定位精度有约1～2个数量级的提高。     

基于线性最小二乘估计的双基地声纳定位优化算法

针对双基地声纳系统存在冗余信息的问题,基于线性最小二乘估计理论提出了一种定位优化算法,建立了T/R？R型声纳系统水下定位的数学模型。通过MATLAB软件的仿真分析,给出了影响该算法性能的各个因素,并与传统TOL算法进行了对比。仿真结果表明,采用线性最小二乘估计算法能更好地利用系统测量的冗余信息,显著提高双基地声纳基线区和侧边区的定位精度。该算法具有受基线长度和站址误差影响小等优点,是一种具有工程应用价值的双基地声纳定位算法。本文的研究可为多基地声纳定位优化问题的研究提供理论基础。     

基于干扰观测器的二次型最优控制器设计

传统伺服系统的控制方法复杂，响应速度慢，而外部干扰对系统性能产生很大的影响，降低系统的跟踪精度。通过分析伺服系统结构，根据最优控制理论，利用最小值原理设计二次型性能指标下的最优控制器，使系统性能指标最优，且提高系统快速响应性，实现在最短时间内跟踪目标的目的；同时，针对外部干扰的影响，应用干扰观测原理设计干扰观测器，以减小或消除外部干扰对系统性能的影响。通过仿真表明，该方法既满足伺服系统的跟随特性，又具有很好的抗干扰能力。