舰炮随动系统满意PID控制器设计

传统的舰炮随动系统PID控制器设计依赖于经验公式或统计数据,并用试验加试凑的方法调试参数以获得预期的控制性能.这种方法耗时长,且难以满足舰炮随动系统的高性能和多指标要求.通过分析舰炮随动系统PID控制器的特点和设计要求,依据满意控制理论,建立了包含稳定性、动态稳定误差和动态响应性能在内的多性能指标约束体系.研究了在此指标约束体系下的舰炮随动系统PID控制器设计问题,给出了与给定指标相容的满意PID控制器参数的求解方法,并验证了其有效性.     

H2/H∞混合控制在无人机飞行控制中的应用

针对无人机受参数摄动和外界扰动影响的特点,对H2/H∞混合控制控制理论在无人机飞行控制系统中的应用进行了研究.对典型无人机的横航向飞行控制系统,用混合H2/H∞鲁棒控制方法设计状态反馈控制器,使飞机控制系统在鲁棒稳定条件下,满足一定的性能指标.利用线性矩阵不等式在求解多目标综合控制问题方面的优势对问题进行求解,仿真结果表明控制器具有较好的扰动抑制能力和跟踪性能.     

H2/H∞混合控制在无人机飞行控制中的应用

针对无人机受参数摄动和外界扰动影响的特点,对H2/H∞混合控制控制理论在无人机飞行控制系统中的应用进行了研究.对典型无人机的横航向飞行控制系统,用混合H2/H∞鲁棒控制方法设计状态反馈控制器,使飞机控制系统在鲁棒稳定条件下,满足一定的性能指标.利用线性矩阵不等式在求解多目标综合控制问题方面的优势对问题进行求解,仿真结果表明控制器具有较好的扰动抑制能力和跟踪性能.     

鲁棒D-稳定控制H∞在火控系统中的应用

文中应用线性矩阵不等式（LMIs）的方法,从二次稳定出发，给出了一类不确定性系统的鲁棒D-稳定输出反馈H∞控制器设计方法和求解步骤。最后，针对某火炮的随动系统控制器设计运用该方法进行了仿真研究．结果证明了该设计方法的有效性。     

半自动跟踪系统中的操纵手满意建模

针对人机跟踪系统中操纵手群体的建模问题,在概括操纵手考核指标的基础上,给出了二维矩形目的域的超差指标和稳态误差系数的期望指标集,在保证系统稳定前提下,提出了满足以上指标集的操纵手控制模型集的满意建模方法,并采用图解解析法得到满足上述各指标约束的相容区域,实例验证了其可行性。     

基于区间系统的鲁棒H∞飞行控制系统设计

针对可化为区间系统模型的一类参数不确定系统,研究了以二次稳定性和二次性能指标为条件的鲁棒控制器设计方法,将区间模型的鲁棒控制问题转化为标准H∞控制问题求解,简化了控制器设计。利用这种方法研究了俯仰飞行控制系统镇定问题和俯仰姿态PID/H∞混合控制问题,仿真结果证明该方法是有效可行的。     

基于LMI的输出反馈H∞控制及其仿真

研究了基于线性矩阵不等式的输出反馈H∞控制器设计方法.介绍了线性矩阵不等式方法, 讨论了基于线性矩阵不等式的H∞控制问题的求解及输出反馈H∞控制器设计方法.最后给出了在MATLAB环境下利用LMI工具箱求解输出反馈H∞控制器的方法, 并给出仿真实例.     

现代控制理论在导弹控制系统设计中的研究与发展

介绍了现代控制理论的研究与发展，包括古典控制理论、线性二次调节器（LQR）和线性二次高（LQG）以及H∞回路传函恢复（LTR）等，分析了各种方法适用的条件及存在的缺陷，重点研究了既满足鲁棒性又满足性能指标的H∞和LTR控制理论。     

不确定通信拓扑多智能体一致性容错控制问题研究

针对不确定通信拓扑的多智能体系统(multi-agent systems,MAS),研究带有外部有界能量干扰且任意智能体执行器可能存在故障的多智能体系统鲁棒H∞一致性容错控制问题。引入权重矩阵,通过线性变换,对多智能体系统的状态方程进行降阶,将通信拓扑不确定的多智能体系统一致性容错控制问题转变为鲁棒二次渐近稳定问题;利用Lyapunov稳定性理论及LMI方法,推导出满足各智能体状态信息渐近一致的充分条件,并给出一致性容错控制律的求解方法;通过仿真验证了所提方法的有效性。结果表明：该方法可确保不确定通信拓扑下故障MAS的稳定性,且具有一定的扰动抑制性。     

现代控制理论在导弹控制系统设计中的研究与发展

介绍了现代控制理论的研究与发展,包括古典控制理论、线性二次调节器(LQR)和线性二次高斯(LQG)以及H∞、回路传函恢复(LTR)等,分析了各种方法适用的条件及存在的缺陷,重点研究了既满足鲁棒性又满足性能指标的H∞和LTR控制理论.     

无人机编队保持反步容错控制

针对领导-跟随无人机编队中的执行器故障、不确定气动参数和外界扰动等问题,设计了无人机编队保持反步容错控制。建立了编队纵向、编队横向和编队高度三维误差模型,并将无人机本体方程分为快慢两个回路,建立包含外界扰动、不确定气动参数及执行器故障的无人机运动模型;设计内环容错控制系统,对编队外环控制器产生的指令信号进行跟踪。内环容错控制系统主要由3个部分组成：一是基于滑模观测器的故障检测和辨识,实现对故障执行器的定位和故障参数的辨识;二是将故障参数及干扰观测器与反步容错控制相结合,实现包容外界扰动、不确定气动参数和执行器故障的容错控制;三是内环容错控制系统稳定性分析。仿真结果表明,所提容错控制方法能够有效地实现无人机编队的飞行容错控制。     

飞航导弹执行器故障容错控制系统研究

针对传统飞航导弹控制系统对执行器故障容错能力较弱,而执行器故障模型难以在线快速准确辨识等问题,将直接自适应控制和传统控制方法相结合,设计了一种飞航导弹主动容错控制系统.可以在不知道确切故障信息的情况下,补偿修复故障发生后的控制信号,保证导弹仍能恢复一定的飞行性能.以某型导弹纵向控制回路为例,模拟升降舵执行器执行机构退化、效率降低等故障进行了数字仿真.结果表明,与传统的控制方法相比,该容错控制系统可以在不改变基本控制律的前提下,较好地修复控制信号,使系统跟随参考模型.     

少保守性网络化控制系统鲁棒保性能容错控制

研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。     

高超声速飞行器的自适应容错控制

针对高超声速飞行器同时存在多源干扰和执行机构故障的问题,提出一种自适应容错控制策略,建立多源干扰和执行机构故障同时存在的飞行器模型.设计一种自适应可重构复合控制器,通过动态调节控制器参数补偿执行机构故障对姿态控制系统的影响.对多源干扰的上界进行估计,并结合双曲正切函数补偿多源干扰的影响,使得所设计的控制器在多源干扰和执...     

H∞ -Mixed Sensitivity Design of Roll Channel of Bank-to-Turn Autopilot for Small Diameter Bomb

According to requirements of the bank-to-turn (BTT) control for a small diameter bomb (SDB), the robust design problem for the roll autopilot was studied by H∞-mixed sensitivity control method. A roll channel dynamics model was established. Considering the couple between the yaw and roll channel as uncertain disturbance, the roll autopilot was designed using dual-loop scheme which takes a linear quadratic regulator (LQR) as inner-loop, to ensure the control effect of the certain part in model, and an H∞-mixed sensitivity control as outer-loop, to restrain coupling disturbance and strengthen the system's robust performance. The dynamic tracking performance and the robustness for the parameter disturbance of the roll controller were analyzed. The simulated results show that the roll control system functions better and robustly.     

一类时延网络控制系統的H∞鲁棒控制

研究一类具有不确定时延的网络控制系统的H∞鲁棒控制问题。假设网络控制系统的控制器与执行器均为事件驱动，传感器为时间驱动，网络诱导时延是时变、不确定的，且小于传感器的采样周期；将此类网络控制系统的广义被控对象建模为一类具有不确定性的线性离散系统。基于Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法，导出了闭环系统渐近稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件，并给出控制器的设计方法。仿真表明该方法是有效的。     

大攻角下防空导弹鲁棒控制器设计

以大攻角飞行条件下的防空导弹为研究对象,提出了包含有界干扰输入和不确定性参数的弹体模型,建模分析了测量噪声和舵机随动机构的不确定性,分别应用H∞和μ综合对俯仰通道控制器进行了分析设计,仿真验证了控制器良好的动态性能和鲁棒性能。     

基于角速率的低配置小型无人机高度控制律设计

采用鲁棒伺服最优控制方法(robust servo linear quadratic regulator,RSLQR)设计了基于角速率的某小型无人机高度控制律。该方法将鲁棒指标和时域控制品质相融合,将跟踪误差扩展到系统动态模型中,利用线性二次型最优控制理论,设计了控制律结构和参数,实现了高度的无静差控制,保障了控制器的鲁棒性能。与常规控制器对比结果表明：基于角速率的控制器具有良好的高度跟踪效果和抗干扰能力,满足了小型低配置无人机的飞行控制要求。     

考虑高超声速飞行器执行机构动态特性的预设性能控制

考虑高超声速飞行器执行机构的动态特性,引入预设性能函数,采用反步控制方法和动态逆控制方法分别对高度子系统和速度子系统设计控制器。在高度子系统控制器的设计过程中,显示的考虑执行机构的二阶动态特性,并引入预设性能函数,保证了飞行器的暂态响应。此外,针对常规反步法存在微分膨胀的问题,应用动态面控制技术以避免对虚拟控制量进行反复求导,简化了控制器的设计。然后,利用Lyapunov稳定性理论对飞行器控制系统稳定性进行分析。最后,仿真结果表明该控制方案能够使飞行器快速的跟踪给定的参考轨迹,且跟踪误差保持在预设范围内。     

高精度电动舵机模糊自适应控制器设计

为了适应现代高性能飞行器要求,对电动舵机系统采用了模糊自适应PD控制设计。这种控制吸收了PID控制和模糊控制的优点,对系统的参数变化有较强的适应能力,尤其适合于数学模型未知、非线性和复杂的对象。通过在位置环上设计的模糊控制器,对前向通道PD控制器的参数进行优化和调整。最后在非线性舵系统模型上仿真证明,其动态特性优于传统的PID控制,并使系统具有较强的鲁棒性。