倾斜转弯导弹自动驾驶仪设计中的前馈问题研究

针对倾斜转弯（ＢＴＴ）导弹自动驾驶仪设计，提出了一种新的解决前馈问题的方法．该方法通过引入低通滤波器和静态补偿控制律解决ＢＴＴ导弹俯仰通道的前馈问题，通过设计三通道协调控制律解决偏航通道的前馈问题．最后，进行了数字仿真，得到满意的结果．     

倾斜转弯导弹自动加强仪设计中的前馈问题研究

针对倾斜转弯（ＢＴＴ）导弹自动驾驶仪设计，提出了一种新的解决前馈问题的方法。该方法通过引入低通滤波器和静态补偿控制律解决ＢＴＴ导弹俯抑通道的前馈问题，通过设计三通道协调控制律解决偏航通道的前馈问题，最后，进行了数字仿真，得到满意的结果。     

基于参数摄动的BTT导弹自动驾驶仪设计方法研究

本文基于变结构自适应控制理论,提出一种新的BTT导弹自动驾驶仪三通道独立设计方法.该方法不仅考虑了全部通道间的耦合因素,而且其控制律完全基于被控对象参数的最大摄动量,无需对系统进行在线参数辨识,提高了设计的准确性,增强了系统的适应性和鲁棒性.采用本文方法设计的BTT-90导弹自动驾驶仪,在考虑舵机系统、速率陀螺和加速度计等各种非理想因素情况下,得到了令人满意的仿真结果.     

BTT导弹滚转通道的非奇异终端滑模控制

针对二阶不确定系统,提出了一种基于非奇异终端滑模的模型参考变结构控制方案,并将其应用于BTT（Bank-To-Turn）导弹滚转通道自动驾驶仪的设计。对BTT导弹滚转通道模型进行仿真研究,结果表明：应用该方案设计的BTT导弹滚转通道能够保证弹体对参考模型稳定可靠地跟踪,气动参数大范围内变化时,控制系统仍具有良好的跟踪性能和动态品质,并显示出很强的鲁棒性与适应性;当系统存在气动参数摄动和外界干扰时,非奇异终端滑模控制仍具有很高的跟踪精度。该方案能克服普通终端滑模控制的奇异问题,同时确保系统跟踪误差在有限时间内收敛至平衡点,有效改善了变结构系统的控制精度。     

BTT导弹俯仰-偏航通道变结构控制律设计

提出了一种新的时变模型参考变结构控制方案,设计了某型ＢＴＴ导弹俯仰偏航耦合通道自动驾驶仪控制律。该方案能有效地解决ＢＴＴ导弹通道间强烈的耦合现象,适应气动参数大范围变化,改善自动驾驶仪的动态性能和稳定性。     

导弹自动驾驶仪的神经网络设计方法综述

对目前在导弹自动驾驶仪的具体设计中存在的问题进行了简要的总结。给出近几年基于神经网络的导弹自动驾驶仪的设计方法：神经自适应控制、神经反馈线性化、模糊CMAC神经控制、逆动态神经网络等非线性设计方法的特点及未来的发展方向。     

基于滑模方法的空空导弹一体化制导控制律设计

对于目标任意机动的三维拦截情况,空空导弹一体化制导控制系统模型呈现非线性、耦合和不确定特性,使控制器设计困难。为此,首先对导弹非线性耦合控制系统模型进行简化,得到三通道近似线性化模型,同时认为通道间的耦合项未知有界。在此基础上,推导俯仰和偏航通道的一体化制导控制系统模型。之后考虑干扰的不确定性,利用滑模控制响应快速、对参数变化及扰动不敏感等优点,设计了空空导弹一体化滑模自适应制导控制律,并基于Lyapunov理论证明了其稳定性。数值仿真结果表明,目标任意机动情况下,该一体化制导控制律不仅能够保证导弹命中精度,而且可同时保证弹体姿态的稳定,相对于传统方法,该方法有更好的拦截效果。     

直线电动机迭代学习控制方法的仿真研究

直线电动机是一种多变量、非线性的控制系统,采用经典的PID控制难以得到满意的控制效果,为此设计一个基于前馈辅助PID控制器的神经网络（PIDNN）控制系统.该控制系统的结构主要由一个反馈和一个前馈构成,反馈是PID控制,为系统提供稳定性;前馈为ILC控制,作为对系统的非线性、未知的动力和扰动的前馈补偿.在Matlab环境下,对所提出的方案进行了仿真实验,并与传统PID进行比较.结果表明,该方案能够有效地提高系统的速度和位置的跟踪性能,并验证了采用智能前馈控制的优势.该系统适合应用于大量重复的运动轨迹系统.     

一种寻的制导导弹模型参考变结构自动驾驶仪的设计

设计某寻的导弹的自动驾驶仪回路 ,使导弹控制系统在正确响应制导指令的同时 ,对弹体气动力参数变化、量测噪声等具有很好的抑制作用 .将模型参考自适应控制方法与变结构控制方法相结合 ,为某型导弹设计了结构简单、实现方便的模型参考变结构控制系统 .仿真结构表明 ,模型参考变结构自动驾驶仪不仅能准确传递制导指令 ,而且具有很好的鲁棒性 ,能有效地抑制气动力浮动、量测噪声等干扰因素     

有刷直流电机非线性控制系统设计

为了提高有刷直流电机调速的平稳性和快速性,在经典双闭环电机控制系统设计方案的基础上,针对转速环模型中存在非线性及负载扭矩不可测的特点,提出了基于扩张状态观测器的三步法非线性转速控制策略。首先,设计了三步法(TS)非线性速度控制器,该控制器由类稳态控制、参考动态前馈控制及积分误差反馈控制组成,具有工程意义明确、实现方便的优点。然后,设计了扩张状态观测器(ESO)对系统中负载扭矩等干扰进行在线估计并实时补偿,证明了观测器误差系统的有限时间收敛性及有界性;同时将观测器误差考虑成有界的扰动输入,在输入到状态稳定性理论框架下,证明了闭环误差系统的鲁棒性。针对电流响应较快、极易达到稳态的特点,设计了工程中常用的前馈加PI反馈结构的二自由度控制器,同时采用模拟电路实现该控制器,减小了电流环控制周期,从而抑制了电流波动。为了验证整个控制系统的有效性和工程可实现性,通过有刷直流电机阶跃及正弦转速跟踪实验,证明了本文所设计控制系统能够显著提高电机的瞬态性能和稳态性能。     

高超声速巡航飞行器振动建模及精细姿态控制

为保证超燃冲压发动机的良好进气环境,需要对高超声速巡航飞行器进行精细姿态控制,但弹性振动大大提高了精细姿态控制的设计难度。以高超声速巡航飞行器的纵向通道为例,文章分析弹性振动对飞行控制系统的影响,建立高超声速巡航飞行器的弹性模型,将精细姿态控制问题简化为超燃冲压发动机进气口当地攻角的精细控制问题,考虑机体/发动机耦合和气动热造成了气动参数和模态参数大范围摄动问题,基于H∞理论设计鲁棒控制系统。仿真表明,在考虑测量噪声、舵机非线性、参数大范围摄动的情况下仍然能够很好地跟踪刚体攻角,抑制弹性攻角,保证进气口当地攻角±0.6°的控制精度,满足高超声速飞行器精细姿态控制的要求。     

一种智能反步控制方法及其应用

针对反作用射流导弹的非线性和参数不确定性严重的特点,提出一种鲁棒自适应反步智能控制(Backstepping)方法。通过非特定的Lyapunov函数,采用遗传算法优化Backstepping镇定系数,得到适当的函数降低了当镇定系数不当时跟踪误差对控制律的影响。结合模糊小脑模型(FC-MAC)神经网络,推出系统参数不确定时的鲁棒控制律,克服了传统自适应反步法对模型不确定性要求线性有界问题。仿真结果表明,这种结合Lyapunov函数选择和参数优化的Backstepping方法鲁棒性强,受参数变化影响小。     

Compound control allocation strategy of dual aero/jet vane control missile

To solve the control allocation problem of dual aero/jet vane control missile, dynamics equations in longitudinal plane are derived, and the structure of compound control loop is designed based on attitude autopilot. Four brief compound control allocation strategies are researched and analyzed. Furthermore, a new strategy called chain combination variable proportional coefficient strategy based on rudder effect is presented. By simulation of initial climb trajectory, the characteristics of all the strategies are researched, and the results illustrate that the new strategy can meet the requirement well.     

Modeling and designing for ship steering integrated simulator

The modeling of a ship steering integrated simulator(SSIS)applied to the design,debugging and maintenance of an autopilot is discussed.A nonlinear responsive model is proposed and applied to the design of SSIS.The SSIS generates real signals of the ship heading,the rudder angle,the ship position and the output to the autopilot.A variety of factors,such as ship speed variety,shallow water effect,nonlinearity of yaw and actuator,and environmental disturbances like wind,wave and current are considered carefully.Detailed formulas for calculating relevant parameters are provided.Taken a naval ship as an example,the physical-digital simulations on SSIS and the digital simulation on a Marine System Simulator(MSS)were conducted separately in various sailing conditions.Simulation results show that the simple nonlinear responsive model can be applied to ship motion control and simulation with sufficient accuracy and effectiveness.     

逆系统方法在飞行器直接侧力控制中的应用

根据逆系统的多输入多输出控制理论,包括多输入多输出系统逆的算法、反馈线性化控制律设计、状态可解耦条件,设计某飞行器直接侧力控制系统。计算机仿真表明,逆系统方法解耦能精确地实现运动模式,为解决直接侧力控制问题提供一种新的技术途径。     

自适应机翼的控制系统设计及其试验研究

针对自适应机翼的特点和研制要求,研究了控制系统的设计与实现,较好地解决了飞行中机翼参数时变的问题,并使系统对控制律做了合理的约束,根据最优控制理论对具体方案进行了理论分析和物理试验。结果表明,采用具有辅助模型自适应控制理论的控制器能够有效、准确、快速地达到设计目标跟踪和设计状态回归两项重要指标,系统的鲁棒性、收敛性和稳定性都得到明显体现,且能很好地实现在线控制。     

攻击时间控制的动态逆三维制导律

为使导弹按照指定的攻击时间攻击目标,在俯仰通道采用增广比例导引,而在偏航通道采用机动控制,该机动控制的作用为调整导弹的攻击时间使其趋于标称值.用剩余时间误差来表示当前剩余时间和标称剩余时间的差值,这里的当前剩余时间按照当前时刻弹目距离与速度的比值来计算.由弹目相对运动关系可知,偏航通道的控制量通过前置角间接控制当前时刻的弹目距离,因此,该控制量通过前置角间接控制剩余时间误差.对此控制系统,采用时标分离的方法设计了期望的慢子系统和快子系统,对这两个子系统分别进行动态逆控制设计,得到了导弹偏航通道的机动控制指令.仿真结果表明,这种制导方法最终使剩余时间误差趋于0,实现了导弹的攻击时间控制,并在导引后期能够获得直线弹道.     

基于模糊神经网络的导弹直接力/气动力复合控制系统设计

为了提高导弹的机动性、敏捷性和导引精度,新型导弹大多采用直接力/气动力复合控制方案。由于神经网络对于系统非线性变化具有较强的适应能力,因而在解决直接力/气动力复合控制中的时变非线性问题时有较明显的优点。在建立导弹非线性模型的基础上,采用模糊小脑模型神经网络(FCMAC)与动态逆相结合的方法设计导弹控制器,该方法结构简单,收敛速度快,易于硬件实现。数字仿真结果表明该方法对导弹系统参数的非线性变化具有很强的适应性。