基于力矩观测器的导引头陀螺转子方位效应补偿方法

在红外导引头制导系统设计中,陀螺的方位效应将引起大偏角下控制力矩的衰减,对导引头的跟踪精度和工作范围有重要影响。为实现对陀螺进动控制力矩的补偿,建立陀螺动力学模型和大偏角情况下位标器的力矩器模型。参照干扰观测器DOB的设计方法,将陀螺的俯仰信号引入陀螺和力矩器的标称逆模型,设计实用的陀螺力矩观测器对进动力矩进行补偿。对鲁棒稳定性的小增益条件、补偿效果和补偿器引入相移大小的综合权衡,确定了陀螺力矩观测器的滤波器形式和时间常数。数学仿真结果表明,系统进动力矩在引入力矩观测器后得到了有效补偿,跟踪精度和响应速度得到显著的提高。     

导引头平台干扰力矩对无线电制导回路性能的影响

目前导弹采用的无线电导引头,特别是毫米波导引头,由于大多采用高频电缆,使得导引头稳定平台的干扰力矩大幅增加,这些干扰力矩的存在会严重破坏导引头的跟踪性能,基于这种情况．建立了导引头平台干扰力矩的数学模型．通过数学仿真研究导引头平台的干扰力矩对导引头稳定性、跟踪性能和隔离度以及对整个制导回路性能的影响。对导引头的设计及整个制导回路的设计有重要的实际指导意义。     

基于干扰观测器的导引头伺服控制律设计

导引头伺服系统是一种高精度伺服系统,工作过程中易受到摩擦力矩、风阻力矩等干扰。为提高伺服系统抗干扰性能,保证系统跟踪精度,提出一种将干扰观测器与反步法相结合的复合控制方法。该方法将干扰力矩未精确建模部分等效为外界集总干扰,采用干扰观测器来观测出系统中的等效干扰并在自适应反步控制律中进行补偿,实现对参考指令的跟踪。仿真结果表明,所提出的方法可以快速实现对参考指令的跟踪,提高了系统的抗干扰能力,可有效抑制导引头伺服系统中的干扰。     

基于干扰观测器与模糊前馈补偿的随动系统PID控制策略

针对随动系统在非线性随机力矩干扰时输出信号易畸变的现象,提出一种基于干扰观测器与模糊前馈补偿的随动系统PID控制策略。在随动系统"三闭环"结构模型的基础上,合理设计干扰观测器与模糊前馈补偿器,对干扰力矩的不确定性误差进行补偿,经仿真试验与结果分析,与传统模糊PID控制策略相比,所提策略能更好地补偿随动系统在非线性随机力矩干扰下的不确定性误差,削弱模糊PID控制的抖振,使系统具有良好的跟踪性能与鲁棒性。     

基于干扰观测器的弹丸协调器电液伺服系统自适应滑模控制

针对弹丸协调器电液伺服系统中存在非匹配不确定性和参数不确定性问题,提出一种基于干扰观测器的自适应滑模控制策略。采用干扰观测器估计系统中的非匹配不确定性,通过Lyapunov稳定性理论证明干扰观测器的稳定性,并将其引入新型积分滑模切换函数的设计中,使控制器能够对非匹配不确定性提供有效补偿,提高控制精度。为了降低系统参数不确定性的影响,在滑模控制器设计中引入自适应律以保证控制器的动态性能,并对控制器的全局稳定性进行了证明。实验结果表明：采用的干扰观测器和自适应律能够准确描述系统特性;基于干扰观测器的自适应滑模控制器能够满足期望轨迹的跟踪要求,使设计的控制器在不同工况下均具有较好的动态跟踪特性和稳态精度,并具有较强的鲁棒性。     

同步闪烁干扰对雷达导引头天线伺服系统的影响

为研究同步闪烁干扰对雷达导引头的干扰机理,对受到干扰后的雷达导引头天线伺服系统的响应进行了仿真和分析。研究了同步闪烁干扰时视线角的变化情况;建立了雷达导引头伺服系统的模型;对导引头天线在不同干扰参数下的响应进行了仿真;分析了干扰的作用和效果。仿真结果及分析表明,同步闪烁干扰引起雷达导引头天线角度上的振荡,很大程度上降低了天线伺服系统的跟踪精度和稳定性,甚至会导致跟踪失锁。     

基于扰动观测器的导引头隔离度抑制方法研究

干扰力矩引起的平台导引头隔离度不仅会影响导引头输出精度,还会增加导弹制导系统脱靶量。针对隔离度对导弹制导精度带来的严重问题,设计了基于扰动观测器（DOB）的隔离度在线抑制算法,并分别研究了导引头建模误差、探测器输出频率以及测量噪声对隔离度抑制效果的影响。研究结果表明：基于DOB的隔离度抑制算法能够有效实现对隔离度的在线抑制,但导引头建模误差、探测器输出频率以及测量噪声会一定程度降低隔离度的抑制效果。     

对光电制导系统干扰效果的评估方法

研究了光电干扰设备对光电制导系统干扰效果的评估方法,针对3种不同的干扰试验方法分别提出了相应的干扰效果评估准则.对于仿真试验,可以根据实施干扰 后,制导武器的脱靶量是否超出未受干扰时正常制导精度的3倍,判定干扰是否有效,并依据干扰成功率的大小划分干扰等级;对于实弹干扰试验,可以根据脱靶量是否超出正常制导精度的3倍,或杀伤半径来判定干扰是否有效;对于模拟飞行干扰试验和地面试验,可以根据导引头的跟踪脱靶量是否超出导引头正常跟踪精度的3倍,或导引头在靶平面上的跟踪脱靶距离,是否超出应用该种导引头的制导武器的杀伤半径来判定干扰是否有效.     

动力陀螺稳像系统自抗扰控制器设计与仿真

针对具有交叉耦合以及会受内外干扰的动力陀螺稳像系统,运用自抗扰控制理论设计了控制器。采用前馈控制解耦矩阵实现了通道之间的解耦。采用扩张状态观测器对系统的内外干扰进行实时估计和补偿,由非线性状态误差反馈控制律设计了ADRC控制器,实现对动力陀螺稳像系统的控制。数字仿真结果表明：所设计的自抗扰解耦控制器具有良好的解耦性能、跟踪性能、抗干扰性能和抑噪性能,可以满足动力陀螺稳像系统的控制要求。     

动力陀螺稳像系统自抗扰控制器设计与仿真

为了进一步提高系统的跟踪性能与抗干扰性能,运用自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)理论对具有交叉耦合以及会受内外干扰的动力陀螺稳像系统设计控制器。采用前馈控制解耦矩阵实现了通道之间的解耦。采用扩张状态观测器对系统的内外干扰进行实时估计和补偿,由非线性状态误差反馈控制律设计了ADRC控制器,实现对动力陀螺稳像系统的控制。数字仿真结果表明：所设计的自抗扰解耦控制器具有良好的解耦性能、跟踪性能、抗干扰性能和抑噪性能,可以满足动力陀螺稳像系统的控制要求。     

惯性稳定平台的扰动观测器/不完全微分PID复合控制

为提高惯性稳定平台控制系统的稳态性能,提出了一种扰动观测器与不完全微分PID相结合的复合控制算法。利用扰动观测器将控制系统中存在的外部扰动观测出来并补偿到原系统中,在增强系统扰动抑制能力、提高鲁棒性的同时,提高系统稳定精度。仿真结果表明:扰动观测器/不完全微分PID复合控制算法可显著改善惯性稳定平台的稳态性能,对比于常规PID校正方法,复合控制方法不仅提高了系统的响应速度,而且显著提高系统的扰动抑制能力,提高稳定精度。     

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。     

多约束制导律与导引头隔离度制导匹配性研究

针对导引头隔离度影响多约束制导系统稳定性与制导精度的问题,推导了一种多约束制导律（GLMC）,在此基础上构建了考虑导引头隔离度的多约束制导模型。研究了导引头隔离度和制导参数等对制导系统稳定性的影响规律,采用伴随函数法,分析了有无导引头隔离度影响情况下GLMC制导性能变化规律。结果表明,减小制导时间常数、增大隔离度幅值,以及剩余飞行时间的减小都会降低系统稳定性。GLMC能容忍的隔离度水平大约为1%,在实际工程应用中,要保证GLMC较为先进的制导性能,需严格控制导引头的隔离度水平,降低寄生回路对制导系统稳定性的影响。     

火箭炮位置跟踪双自由度反推控制方法

针对火箭炮负载变化范围大、发射扰动力矩强和跟踪精度要求高等特点,提出了一种双 自由度反推控制方法。根据伺服系统数学模型进行逆向递推,设计了控制律,利用自由度因子调整 控制参数,并通过Lyapunov 函数证明了闭环控制系统的稳定性。对系统外界干扰及参数摄动的位 置控制进行了仿真研究,并实验研究了系统调转、等速及正弦跟踪特性。仿真与实验结果表明,该 方法保证了系统的响应速度和控制精度,对负载扰动和参数摄动具有很强的鲁棒性。     

速率稳定滚仰式导引头跟踪回路自抗扰控制器设计与仿真

构建了一种速率稳定滚仰式导引头的双通道数学模型。对稳定回路采用速率陀螺反馈控制;对位置跟踪回路分别采用PID控制与自抗扰控制理论设计了控制器。通过仿真计算研究了控制器的动态性能、跟踪精度以及对外界干扰的鲁棒性。仿真结果表明:滚转通道对方波输入具有超调,而俯仰通道没有超调;自抗扰控制相比PI控制具有无超调、更快的上升时间和抗外界干扰能力;自抗扰控制器隔离度大约为PI控制器的1/30。研究结果为常规小口径火箭弹的制导化改造提供了一种可用的技术方案。     

导引头隔离度相位滞后对寄生回路稳定性影响研究

为了分析隔离度对制导控制系统稳定性的影响,提出了隔离度寄生回路的概念,在考虑隔离度相位滞后的基础上,建立了导引头隔离度寄生回路模型,通过对寄生回路无量纲化并采用劳斯稳定判据计算得到了寄生回路负反馈和正反馈时的稳定域,在复频域分析了不同隔离度滞后角对寄生回路稳定域的影响.仿真证明相位滞后角的增大会降低系统的稳定域,但稳定...