扰动观测器在惯导平台稳定回路中的应用方法

惯性技术的发展对惯导平台稳定回路稳定性、抗干扰性等性能的要求越来越高,但摩擦力矩以及其他各种干扰力矩对稳定回路性能的进一步提高产生了严重影响。为了有效克服这些干扰力矩对稳定回路性能的影响,在传统比例微分积分(PID)方法对稳定回路进行控制的基础上,提出了一种利用扰动观测器来抑制干扰力矩以提高稳定回路性能的方法。通过利用回路中力矩电流和角速度信息构成扰动观测器,对作用于平台系统的干扰力矩进行抑制。仿真结果表明,扰动观测器的引入没有影响原有PID控制稳定回路的动态性能,且能够对干扰进行有效的抑制,提高了稳定回路的稳定精度和抗干扰性。     

半实物炮控仿真系统的设计

采用半实物实时仿真的方案设计了坦克炮控仿真系统,该系统由仿真计算机、仿真控制器、炮控计算机以及部分炮控系统部件组成,可以实现静态测量、稳定状态、跟踪与调炮状况的仿真。建立了炮控系统的仿真模型,进行了仿真系统运行剖面和仿真用例的设计。在大量实车测试和理论分析的基础上建立了火炮干扰力矩仿真数据库,仿真结果与实车测试结果对比表明,对不同路面不同速度下火炮运动的仿真都达到了满意的要求,较真实地反映了坦克炮控系统的动态特性。它除可为现有炮控系统进行仿真实验外,还可成为新型炮控系统研制中进行算法研究、性能实验的仿真平台。     

基于干扰观测器的高超声速飞行器稳定回路设计

通过对基于干扰观测器的PID控制器的设计,对高超声速飞行器稳定回路进行设计和仿真。研究结果表明：基于干扰观测器的纵向稳定回路的设计,飞行器控制系统能有效地抵抗飞行过程中存在各种各样的干扰．以及控制干扰信号的干扰．很好地满足了飞行控制系统性能指标。     

导弹舵面动态加载系统的性能分析及其对半实物仿真大回路的影响

针对动态加载系统加入仿真大回路后半实物仿真中出现的异常现象，首先从理论上分析了动态回加载系统性能对大回路仿真结构的影响，讨论了从大回路的角度设计加载系统控制器参数的途径，最后给出了数字仿真结果。     

气动力/直接力复合控制导弹自动驾驶仪的鲁棒稳定性分析

文中针对气动力／直接力复合控制导弹自动驾驶仪的前馈一反馈控制器结构特点，基于对直接力喷流装置放大因子与攻角的对应关系和直接力寄生回路的耦合机理的分析，研究了气动力／直接力复合控制导弹自动驾驶仪的鲁棒稳定性问题。给出了采用气动力／直接力复合控制导弹自动驾仪的稳定域。     

平台式导引头跟踪回路对制导系统的影响

针对应用速率陀螺的伺服平台式导引头跟踪回路的导弹制导控制系统特点,分析了伺服平台式导引头跟踪系统的稳定回路增益变化、速率陀螺的加速度敏感特性、弹体的运动耦合以及导引头天线罩斜率等不确定性对导弹制导控制系统的稳定性以及制导回路最终脱靶量的影响。对上述的影响因素分别进行了理论推导与数学仿真,仿真结果表明,上述不确定性对制导系统有重要的影响。该研究对平台导引头跟踪回路系统的工程实现有一定的理论指导和参考意义。     

超音速飞航式导弹稳定回路参数优化

本文首先强调了准确建立导弹数学模型是稳定回路参数优化的前提,接着由控制理论明确控制系统的性能指标与闭环回路希望极点的关系。应用牛顿下山法求出闭环回路的零极点,进而用数学规划中的直接搜索法对稳定回路参数进行优化。最后结合某型号的实例作了优化计算,得到了稳定回路的优化参数。     

基于旋转阀的固体推进剂压强耦合响应测试方法

针对固体发动机燃烧不稳定问题,提出一种基于旋转阀的固体推进剂压强耦合响应测试方法,并对应设计了一套可开展冷气和推进剂点火实验的旋转阀实验系统.通过23 Hz、46 Hz、69 Hz 3种不同振荡频率的冷气实验及理论计算,发现两种结果对比误差最大值为4.35％,验证了圆光栅定位组件测试旋转阀次级排气通道面积和压强延迟时间...     

基于最优二次型理论的滚转导弹三回路驾驶仪设计与研究

建立了存在交叉耦合的滚转导弹动力学模型,并将通道耦合效应视为外界干扰,利用最优二次型(LQR)控制理论,提出了一种三回路驾驶仪的单输入多输出(SIMO)设计方法。分析了三回 路驾驶仪的基本特点,并研究了权系数矩阵与驾驶仪性能指标之间的关系,可辅助设计者更合理地选择权系数矩阵。将考虑耦合的动力学模型视为多输入多输出(MIMO)系统,对滚转导弹控制系统进行了设计。设计结果表明：对于存在状态耦合的滚转导弹而言,以SIMO设计的三回路驾驶仪可以很好地抑制耦合的影响,与MIMO设计得到的控制律差异很小。通过对滚转导弹耦合系统的非线性数学仿真,验证了以上结论的正确性。     

大离轴角发射导弹导引头跟踪回路对制导系统影响分析

针对大离轴角发射的红外型导弹采用平台式导引头跟踪回路的特点,分析了平台式导引头跟踪系统的稳定回路增益变化、速率陀螺的加速度敏感特性以及弹体的运动耦合这三个不确定性对导弹制导控制系统的稳定性以及最终脱靶量的影响。通过仿真表明,这三个不确定性对制导系统有重要的影响。文中研究对导引头跟踪回路系统的工程实现有一定的理论指导和参考意义。     

坦克交流炮控系统仿真分析

以MATLAB/SIMULINK为仿真平台,对以永磁同步电动机为驱动电机的交流炮控系统进行了仿真和分析,仿真结果说明交流炮控系统在跟踪、稳定等性能上均优于以往的直流电传炮控系统.     

基于在线神经网络的无人机着陆飞行自适应逆控制器设计

基于在线神经网络设计了无人机着陆飞行自适应逆控制器。根据时标分离的原则,将无人机系统分解为快慢不同的四个回路,采用动态逆的方法设计快回路、慢回路和非常慢回路控制器,并且在慢回路和非常慢回路用基于在线神经网络的干扰观测器逼近无人机所受的扰动和动态逆误差,降低了控制器对干扰和模型精确度的要求,增强了控制器的鲁棒性。仿真结果说明所设计的无人机着陆控制器是非常有效的。     

基于TLC的高超声速飞行器自抗扰姿态控制

针对高超声速飞行器控制指令受噪声干扰、气动参数不精确、各通道强耦合以及舵面偏角有限等特点,设计了基于轨迹线性化（TLC）的自抗扰姿态控制器。针对姿态角指令信号受噪声干扰、姿态回路受加速度限制的特点,应用最速二阶跟踪微分器对姿态指令进行预处理;应用轨迹线性化方法分别对姿态角回路、角速率回路设计解耦控制器;为了提高控制器的鲁棒性,在角速率回路以综合干扰为扩张状态设计扩张状态观测器（ESO）,并对综合干扰进行补偿。仿真结果表明,该方法可以有效滤除指令信号中噪声、减小舵面偏角,并提高控制系统的鲁棒性。     

导弹滚动回路抗干扰设计

针对导弹滚动回路半实物仿真中提出的抗干扰问题，通过分析和仿真试验，提出了在采用变增益参数设计的基础上，在角度稳定回路中串联ＰＩ调节器的设计方案。既保证了各种特点上系统具有良好的动态特性，又保证了对常值等效舵偏干扰，滚动角稳态误差为零的要求。     

高强度水下爆炸等效冲击波加载特性研究

为了实现实验室范围内的高强度水下爆炸冲击波加载,在现有非药式水下冲击波加载装置的基础上,对加载水舱的结构进行了改进,并利用实验和仿真相结合的方法对非药式高强度水下爆炸冲击波等效加载特性进行了研究,分析了飞片及活塞的质量对加载冲击波强度和衰减时间常数的影响规律,确定了该方法所产生的高强度水下冲击波加载特性。进而利用该装置对0.5 mm厚铝合金靶板进行了水下冲击波加载实验。实验结果表明,改进后的非药式水下爆炸冲击波等效加载装置能够对目标结构进行有效的高强度水下冲击波加载。     

风洞翼型天平校准技术

为了满足多分量风洞特殊翼型测力天平校准的要求,文中开展了校准加载装置的优化设计与校准方法研究,解决了加载装置初始精密定位、载荷精确加载、力的准确传递与加载方案优化、数据分析处理及精准度计算等多项关键技术。介绍了自行设计的专用校准加载装置,并利用其完成了一台多分量特殊翼型测力天平的校准。提出了针对特殊翼型天平校准中的单元加载、交叉加载、综合加载等校准与数据处理新方法。实验结果表明,获得的天平公式能够正确模拟和满足风洞实验模型的实际工作状态要求,实验数据可靠,实验精准度高。     

高超声速飞行器弹性振动抑制方法研究

分析了静不稳定高超声速飞行器弹性振动与飞行控制系统之间的耦合机理,进而研究机体弹性振动抑制方法。建立弹性高超声速飞行器耦合模型,针对静不稳定特性设计角速率稳定回路,并从时域和频域研究弹性振动与角速度稳定回路的耦合机理;提出一种新型综合相位稳定方法,该方法在达到传统弹性振动相位稳定要求同时保证弹性模态最大能控性指标,得到一种新的敏感元件位置配置准则。仿真结果表明,该方法能够保证飞行器的稳定性,与采用增益稳定和普通相位稳定方法相比,能更好地快速抑制弹性振动。     

基于射频信号的转发式干扰系统仿真模型

针对无人机数据链干扰现阶段传统的压制性干扰效果差,完整形式的欺骗性干扰技术实现难度大的问题,提出了对无人机数据链的转发式干扰基本构想,建立了转发式干扰系统仿真模型。该模型利用平方倍频法和延时相关法分别对射频信号的载频、码速率等参数进行了盲估计。通过引入转发干扰成功率作为转发式干扰稳定与否的判断标准,探究了射频存储长度、转发周期和信噪比等转发干扰参数对系统的影响情况。仿真实验结果验证了转发式干扰系统的可行性,且在转发干扰参数满足一定边界条件时,可以实现对无人机稳定干扰,实验结果可为工程应用提供一定参考。     

采用脉宽调制式舵机的滚转导弹自动驾驶仪设计与研究

滚转导弹广泛采用脉宽调制(PWM)模式控制继电式操纵机构,因此研究PWM模式在滚转导弹控制中的应用。给出了两回路驾驶仪设计增益与弹体振荡频率、阻尼之间的关系;重点分析低频PWM所带来的控制耦合效应特性,讨论了耦合大小与弹体时间常数、自旋频率之间的等量关系。通过频谱分析,得到通道耦合干扰的频谱特性。制导与控制指令经PWM后频谱保持不变,但引入了与自旋频率、调制频率和弹体振荡频率相关的高频干扰。为消除控制耦合的影响,根据以上结论,提出这类导弹自动驾驶仪频带设计的一般准则,对这类导弹控制系统的总体设计有参考意义。数学仿真和半实物仿真结果表明,合理设计自旋频率、调制频率和驾驶仪频率,可以有效抑制控制耦合,提高制导精度。     

基于标准路面的电传动车辆动态加载图谱研究与应用

为了解决电传动台架系统模拟车辆行驶时的路面阻力问题,提出了一种适用于车辆动力学实时仿真系统Vortex查询的路面动态载荷谱编制方法。该方法以标准路面谱为参考标准,实现了标准路面模型向Sayers模型的转化,并采用功率谱密度(PSD)验证了模型准确性,提取ADAMS离线仿真载荷数据,由轮胎六分力推算出驱动电机输出端的负载数据,并整合为"位移-车速-路面等级-负载"动态加载图谱,交由Vortex平台实时查询调用。通过电机台架系统动态加载试验对所编制图谱的有效性进行了验证,实验结果表明,加载图谱能够真实反映路面负载波动规律,该方法对电传动台架系统动态加载具有重要意义。