Algebraic solution of differential geometric guidance command and time delay control

According to the three-dimensional geometry of the engagement,the explicit algebraic expression of differential geometric guidance command(DGGC)is proposed.Compared with the existing solutions,the algebraic solution is much simpler and better for the further research of the characteristics of DGGC.Time delay control(TDC)is a useful method to tackle the uncertainty problem of a control system.Based on TDC,taking the target maneuvering acceleration as a disturbance,the estimation algorithm of the target maneuvering acceleration is presented,which can be introduced in DGGC to improve its performance.Then,the augmented DGGC(ADGGC)is obtained.The numerical simulation of intercepting a high maneuvering target is conducted to demonstrate the effectiveness of ADGGC.     

扩张状态观测器在电压型PWM整流器中的应用

电压型PWM整流器受交流侧参数不平衡、直流侧电容等效阻抗等因素的影响,引起直流电压波动,目前还没有太好的解决办法.针对上述情况,把各种因素视为未知扰动,利用扩张状态观测器进行观测.为获得稳定的直流电压输出,提出了基于扩张状态观测器电压型PWM整流器的控制策略.该策略既能对未知扰动进行补偿控制,又能改善交流侧交流电流波形.通过建立基于扩张状态观测器电压型PWM整流器控制系统Simulink仿真模型,对在交流侧三相参数不平衡和直流侧电容等效阻抗的电压型PWM整流器性能进行了仿真研究.仿真结果表明提出的控制策略是可行的.     

二阶扩张状态观测器的误差估计

利用非连续的分段Lyapunov函数进行二阶扩张状态观测器的误差分析与估计,并用多Lyapunov函数方法证明了系统的稳定性。在现有误差分析的基础上做了如下改进:误差分析中考虑fal函数的完整形式;选用非连续的分段Lyapunov函数,得到了更好的参数选取规则;给出了不同参数下扩张状态观测器误差收敛的评价标准以及误差收敛值。     

有限时间收敛的滑模自适应控制器设计

针对一类非线性不确定系统不确定边界未知但有界的情况,提出一种设计滑模自适应控制器算法。利用几何齐次性理论和积分滑模面设计了滑模自适应控制器,使其能够在有限时间内镇定,并设计相应自适应律估计控制增益,利用Lyapunov理论分析证明了闭环系统能在有限时间镇定。最后,仿真实例验证了所设计的滑模自适应控制器在不确定的情况下具有鲁棒性和自适应性。     

基于扩张状态观测器的鲁棒转子磁链估计研究

提出了新型的基于线性扩张状态观测器的感应电动机转子磁链估计模型。以两个独立的线性扩张状态观测器观测定子电流,用分别被扩张的两个状态构建闭环转子磁链观测器,根据Lyapunov稳定性理论推导满足转子磁链观测器渐进稳定的反馈增益矩阵和转速估计自适应律。利用Matlab进行了仿真,分析了电机参数变化对磁链观测和转速估计精度的影响,表明了提出的模型对电机参数变化具有强鲁棒性。     

基于扩张状态观测器估计的混合动力汽车协调控制

为了提高功率分流式混合动力汽车模式切换的稳定性,提出干扰补偿的转矩协调控制策略. 针对发动机动态响应振荡及车辆行驶工况多变的问题,设计多变量线性扩张状态观测器,从频域角度验证了观测器对于上述2种干扰的估计精确性. 研究不同干扰对基础电机补偿控制稳定性的影响,指出负载干扰对车辆模式切换响应的影响最大,引起的切换冲击最大可至24.5 m/s³. 提出基于干扰补偿的动力源转矩再分配算法,开展仿真验证. 结果表明,该协调控制策略在受到明显的外界干扰时能够保证系统的稳定性及模式切换的平顺性.     

部分状态反馈有限时间调节LQR直接次优设计

提出了部分状态反馈有限时间调节的LQR直接次优设计的方法。结合协态方程,通过正反向积分,形成Newton-Raphson迭代。指标泛函中的状态、控制加权阵可任意选择,且可考虑非常规项,推广了LQR并避免了求解RDE或ARE。     

基于扩张观测器的航天器无速度旋量信息姿轨一体化控制

针对在轨飞行期间无法精确获得速度信息(角速度与质心速度)的情况,设计了基于扩张状态观测器的航天器姿轨一体化控制器.首先给出了基于对偶四元数的航天器姿轨一体运动学与动力学模型;然后针对速度旋量信息缺失的情形并考虑模型参数误差与外界扰动设计了扩张状态观测器,并利用Lyapunov稳定性定理分析观测误差的有限时间收敛性;最后...     

基于主动控制的异结构混沌系统有限时间同步

基于Lyapunov稳定性理论,结合主动控制法,提出了一种用于两个不同混沌系统在有限时间内完全同步的非线性控制方法。该方法可使两个异结构混沌系统快速精确地实现同步,并可通过调整控制器参数实现两系统在给定时刻的精确同步。该方法适用于更一般的混沌系统。以Chen系统和Liu系统为研究对象,理论分析及仿真结果进一步证实了该方法的有效性。     

一类非线性系统有限时间函数观测器设计方法

研究了一类非线性系统的有限时间函数观测器设计问题,发展了现有文献中的相关结果:(1) 得到了非线性系统的渐近收敛函数观测器设计方法;(2) 在所设计的非线性系统渐近收敛函数观测器的基础上,并结合有限时间观测器理论,给出了将要研究的非线性系统的有限时间函数观测器的设计新方法.所设计的有限时间函数观测器在任意给定的时间段内实现了对将要研究的非线性系统状态函数的精确重构.仿真例子验证了理论结果的正确性.     

基于状态观测器的多艘船舶鲁棒同步控制

为了实现多艘船舶的同步运动,满足海上作业的需求,提出了基于状态观测器的多艘船舶鲁棒同步运动控制策略。建立了多艘船舶运动数学模型;建立了扰动观测器对未知扰动进行估计;在此基础上,为每艘船预先设定期望路径,并用有向图表示船舶之间的通信,将多艘船的同步运动误差引入到反馈控制器,控制多艘船舶实现同步运动;在多艘船的速度和加速度不可测的情况下,通过分别对每一艘船舶设计非线性状态观测器,进而得到多艘船的速度和加速度估计值;利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了所设计的控制律的稳定性;通过仿真得出该同步控制方法可以很好地解决多艘船舶的同步运动控制问题。     

飞行时间约束下的再入制导律

为应对现代战场的信息化与集群化发展趋势,从多高超声速飞行器饱和打击任务需求出发,针对其中的再入飞行时间约束条件进行研究,提出一套基于Deep Q-learning Network(DQN)的时间可控再入制导律.该制导律工作流程为首先纵向轨迹预测-校正模块根据当前飞行状态和攻角-速度剖面规划出倾侧角幅值;然后在线约束强化管理模块对其进行安全限幅处理;最后倾侧角符号规划模块以调节再入飞行时间为目标,在对横向飞行状态进行马尔科夫决策过程建模的基础上,设计相应的深度神经网络进行离线训练以在线生成倾侧角符号,进而与幅值信息共同组成最终的倾侧角指令.多组仿真的对比分析结果表明:在标称环境下的多任务仿真中,时间可控再入制导律能够自主地进行倾侧角符号的在线规划,在不影响制导精度的前提下,对再入飞行时间进行调整以满足不同的任务需求;在参数拉偏的蒙特卡洛仿真中,其在保证再入飞行安全、稳定的同时,仍然能将时间误差控制在合理的范围之内.从而验证了相对于传统方法而言,本研究所设计的再入制导律在任务适应性、鲁棒性与时间可控性等方面均具有良好表现,能够有效地满足飞行时间约束下的再入任务需求.     

用于多源信息中制导的MM-LS时间配准算法

针对目标做匀速直线运动以及时间配准周期与雷达采样周期成整数比两个假设限制了最小二乘时间配准算法应用范围的问题,结合多模型的思想,研究了无限制条件下的多模型最小二乘时间配准算法．在推导匀加速模型、加加速模型最小二乘时间配准算法的基础上,由最小均方误差准则得出多模型最小二乘时间配准算法．利用各模型求解得到的一阶、二阶、三阶导数,进一步通过外推算法,解决了时间配准周期与雷达采样周期比为非整数这一问题．仿真表明,当目标的机动过载从1g至9g变化时,雷达的探测误差从10m至100m变化,多模型最小二乘时间配准算法虽然不能取得最好的结果,但是可以确保得到值得信赖的时间配准结果．     

一类非线性系统有限时间函数观测器设计方法

研究了一类非线性系统的有限时间函数观测器设计问题,发展了现有文献中的相关结果：（1）得到了非线性系统的渐近收敛函数观测器设计方法;（2）在所设计的非线性系统渐近收敛函数观测器的基础上,并结合有限时间观测器理论,给出了将要研究的非线性系统的有限时间函数观测器的设计新方法.所设计的有限时间函数观测器在任意给定的时间段内实现了对将要研究的非线性系统状态函数的精确重构.仿真例子验证了理论结果的正确性.     

利用SPT图像文件在西文状态下显示汉字

介绍一种实用的新方法，借助于ＷＰＳ桌面印刷系统中的ＳＰＴ软件和Ｃ语言的读写磁盘函数功能，建立一个专用的汉字二进制图像数据文件．然后用写点的方式在西文状态下直接显示各种字体和任意规格大小的汉字．     

Leader-following cooperative guidance law with specified impact time

The problem of guidance law is investigated for multiple interceptors to attack a target cooperatively. A leader-following cooperative guidance strategy is presented to render the leader and the followers reach the target at specified impact time. The guidance law of leader is given to meet the demand of specified impact time. The arrival time is synchronized by enforcing the ranges-to-go of followers keep consensus with that of leader. The convergence time bound is estimated without dependence on the initial states, since the proposed leader-following cooperative guidance law is fixed-time convergent. The simulation is developed to validate the availability of proposed cooperative guidance law.

     

Retraction control of motorized seat belt system with linear state observer

A design and verification of linear state observers which estimate state information such as angular velocity and load torque for retraction control of the motorized seat belt (MSB) system were described. The motorized seat belt system provides functions to protect passengers and improve passenger’s convenience. Each MSB function has its own required belt tension which is determined by the function’s purpose. To realize the MSB functions, state information, such as seat belt winding velocity and seat belt tension are required. Using a linear state observer, the state information for MSB operations can be estimated without sensors. To design the linear state observer, the motorized seat belt system is analyzed and represented as a state space model which contains load torque as an augmented state. Based on the state space model, a linear state observer was designed and verified by experiments. Also, the retraction control of the MSB algorithm using linear state observer was designed and verified on the test bench. With the designed retraction control algorithm using the linear state observer, it is possible to realize various types of MSB functions.     

纯方位量测下增强可观测性的微分对策制导律

为改善导弹受到干扰或加装被动捷联导引头仅能够完成视线角度或纯方位量测情况下的导弹制导信息估计性能,提出了一种适用于纯方位量测的微分对策制导律。首先,通过对范数型微分对策制导律对策空间的分析,明确了捕获区的制导特性可以用于改进纯方位测量情况下的可观测性的设计思路。其次,在完成纯方位估计器设计的基础上,利用估计均方误差反映估计器可观测性的特性,建立了导弹控制量和可观测性之间的关系。然后在微分对策空间的捕获区域内,进行制导控制指令的选取,保证脱靶量的同时,提升估计器的可观测性能。最后给出了所提出的增强可观测性的制导律的执行流程,并考虑控制系统延迟和外部其他不确定性因素的影响,以及脱靶量控制优先的原则,对零控脱靶量参数和剩余飞行时间参数进行了设计。制导律的设计方法超出了确定性等价原理的框架,实现了滤波和制导律的集成设计。非线性仿真对比表明,采用所提出的制导律,可以获得较好的目标信息估计性能,且具有较高的单发命中概率。     

Numerical modeling of concrete hydraulic fracturing with extended finite element method

The extended finite element method (XFEM) is a new numerical method for modeling discontinuity. Research about numerical modeling for concrete hydraulic fracturing by XFEM is explored. By building the virtual work principle of the fracture problem considering water pressure on the crack surface, the governing equations of XFEM for hydraulic fracture modeling are derived. Implementation of the XFEM for hydraulic fracturing is presented. Finally, the method is verified by two examples and the advan- tages of ...