基于专家PID的滚转导弹控制系统

针对滚转导弹俯仰和偏航通道较强的气动不确定性和运动耦合,设计了一种专家PID控制系统。建立了滚转导弹的动力学模型,并采用十字舵来控制俯仰和偏航通道,利用专家PID控制方法设计该导弹的控制系统,并在Matlab中对控制系统进行仿真。仿真结果表明:该控制器能满足良好的性能要求,具有较强的鲁棒性和自适应性,能有效应对俯仰和偏航通道产生较强气动和运动耦合。     

BTT导弹自动驾驶仪的积分LQG控制设计

为实现BTT导弹准确跟踪指令的要求,将LQG积分多变量控制应用于BTT导弹的自动驾驶仪设计中.以某飞机型BTT导弹为例,根据其气动特点建立了俯仰独立、偏航-滚转耦合的气动模型,并分别设计了俯仰及偏航-滚转通道自动驾驶仪,对设计结果进行仿真.仿真表明所设计的自动驾驶仪能够很好地跟踪指令,且具有一定的抗噪声干扰能力.     

低速滚转弹道导弹运动模型及变结构姿态控制系统设计

滚转是弹道导弹的一种新的突防手段,在主动段进行滚动飞行,可以减少强激光照射的驻留时间,有效对抗激光反导。导弹滚转会导致控制耦合、惯性耦合和气动耦合,特别由于采用力矢量合成的操纵方式,俯仰和偏航运动不能独立处理。介绍了滚转弹道导弹的推力矢量控制方式和运动模型,设计了一种具有鲁棒性能的变结构姿态控制系统,得到了有益的结论。     

基于MATLAB和Fortran混合编程的导弹双通道自适应控制系统设计与仿真

针对半主动寻的导弹滚转和偏航双通道具有时变、非线性、耦合的特点,以及控制系统性能的不同要求,采用两种自适应控制方案。滚转通道采用模型参考自适应控制,确保控制系统的稳定性和抗干扰能力。偏航通道采用改进的单神经元自适应PID控制,强调控制系统的快速性且超调小。控制系统的全弹道仿真采用MATLAB和Fortran混合编程技术,既利用了MATLAB的友好界面优点,又继承了Fortran的遗产代码资源。仿真结果表明:设计的滚转和偏航双通道控制系统在自适应和抗干扰能力方面优于原控制系统;MATLAB和Fortran混合编程的全弹道仿真结构清晰、计算效率高、查找故障方便。     

基于反演法的单兵制导火箭弹仿真研究

为满足单兵火箭弹体积小、质量轻、低成本的设计要求,建立了由两路舵机控制的俯仰、滚转双通道单兵火箭弹模型,差动进行滚转控制,同向偏转进行俯仰控制,应用反演法对俯仰通道控制器进行设计,并与PID控制进行对比分析.同时,为了与三通道控制作对比,引入偏航控制.研究结果表明,该控制器的解耦性能优于PID控制,具有良好的跟踪效果....     

巡逻攻击型导弹飞行控制系统设计

针对巡逻攻击导弹倾斜转弯（BTT）飞行控制中俯仰、偏航和滚转三通道之间很强的交叉耦合作用，采用古典控制理论设计了其自动驾驶仪，通过加入协调支路的方法来抵消各个通道之间的运动学及惯性耦合作用，并采用等效舵偏角的方法消除气动耦合的影响。非线性数字仿真结果表明，本文的方法，可以明媪降低通道同耦合作用，能够满足指标要求。     

小直径炸弹俯仰/偏航通道解耦控制与仿真

研究了小直径炸弹倾斜转弯(RTT)控制系统俯仰/偏航通道的耦合特性及其解耦控制问题.建立了俯仰/偏航通道耦合动力学运动模型,引入相对增益指标,定量分析了小直径炸弹俯仰/偏航通道的耦合特性;利用对角矩阵补偿方法,设计了工程适用的俯仰/偏航运动的解耦补偿控制器.仿真实例表明:系统耦合项增益能得到有效的抑制,所设计的解耦补偿控制器对控制指令的动态跟踪性能良好,为小直径炸弹BTT控制系统的工程应用提供参考.     

巡飞导弹BTT自动驾驶仪设计及仿真

对巡航飞行BTT导弹，采用侧向过载反馈的协调转弯方式进行自动驾驶仪设计。根据巡航飞行导弹的气动特点建立了BTT导弹的数学模型，并以某BTT导弹为例，分别设计了俯仰、偏航、滚转通道自动驾驶仪，对设计结果进行六自由度仿真。在仿真过程中，对各种耦合项进行检验，结果表明运动学耦合对BTT自动驾驶仪性能影响最为严重。     

推力矢量控制导弹的滚转阻尼器

仅有俯仰和偏航推力器的十字翼推力矢量控制（ＴＶＣ）导弹的控制系统，由具有适当增益和补偿的单独反馈回路中的倾斜角数据产生滚转阻尼反馈信号。把补加的滚转速率补偿加在导弹的俯仰和偏航速率控制分系统中，方法是俯仰和偏航控制的偏转乘以实际滚转率；并且把得到的滚转率补偿指令加到俯仰和偏航率误差控制回路中。把这两个控制反馈回路加到现有的俯仰和偏航推力矢量控制系统中，不需使用空气动力学或反作用滚转控制装置，就能减小由空气动力引起的滚转率。     

临近空间高超声速飞行器的直接力与襟翼复合滑模控制

为解决升力体构型再入高超声速飞行器的欠驱动强耦合问题,提出一种直接力与襟翼的复合滑模控制方案。再入式高超声速飞行器由于热防护要求以两片体襟翼控制俯仰、偏航和滚转3个通道,强气动耦合所引发侧滑角的持续高频大幅抖动将造成副翼控制量长时间处于饱和状态,进而导致控制系统失稳。为抑制侧滑角的抖动并使其快速收敛,在偏航通道引入一对具有开关特性的侧喷发动机,将系统构建为一个复合控制系统,并基于线性二次型最优控制与滑模控制理论分别为襟翼和侧喷发动机设计了控制律。在两种指令跟踪情形下将复合控制与常规襟翼控制方案进行仿真对比。仿真结果表明,新的复合控制系统能有效地抑制偏航通道的抖振现象,且使侧滑角快速收敛,同时能够使攻角与滚转角快速稳定地跟踪制导指令。     

BTT导弹鲁棒飞行控制系统设计

飞行控制系统设计是倾斜转弯(BTT)控制型导弹的一项关键技术。BTT导弹转弯和机动时需绕其速度矢量快速滚转,因而会导致较强的俯仰与偏航通道耦合,给飞行控制系统设计带来困难。本文对BTT导弹飞行控制系统进行设计,内回路采用LQR控制方法以抑制系统不确定性;外回路采用混合灵敏度H_∞鲁棒控制方法以抑制外部干扰和消除模型不确定带来的影响。仿真验证表明,所设计的BTT导弹飞行控制系统满足控制性能要求,目标拦截性能优于基于经典控制方法设计的BTT导弹飞行控制系统性能。     

小灵巧导弹自抗扰BTT控制器设计与仿真

针对非线性、时变、强耦合和具有不确定性的小灵巧导弹(SSM)控制系统,运用自抗扰控制理论,设计了一种新的BTT控制器。滚转通道单独设计控制器,对俯仰和偏航通道建立多输入—多输出二阶非线性耦合模型,采用扩张状态观测器对系统的不确定性与干扰进行实时估计和补偿,并由非线性状态误差反馈律设计BTT控制器,以实现对导弹的解耦控制。数字仿真结果表明:所设计的自抗扰BTT控制器可以满足导弹系统的控制要求,具有优良的跟踪性能、鲁棒性能以及对非线性强耦合系统的解耦性能。     

静不稳定BTT导弹自动驾驶仪设计

以工程应用为背景，根据实际需要，采用古典控制理论与方法，设计了ＢＴＴＮ地弹自动驾驶仪。首先，在解决俯仰，偏航通道的静不稳定问题的前提下，根据所给出的ＢＴＴ导弹简化数学模型，在不考虑耦合作用的情况下，单独设计俯仰，偏航及滚转三个通道；而后，通过引入协调补偿项来近似抵消座仰，偏航通道间的耦合作用。     

防空导弹BTT控制解耦算法

防空导弹为提高射程、平均速度,配置冲压发动机,要求导弹在飞行过程中侧滑角小,同时只允许导弹有正攻角；与侧滑转弯（STT）导弹相比,倾斜转弯（BTT）导弹有机动性强、稳定性好、升力大等优点,但因面对称气动外形和快速滚转决定了BTT导弹存在运动学耦合、气动耦合和惯性耦合等耦合因素；在考虑耦合的情况下,进行BTT自动驾驶仪解耦设计；通过非线性仿真分析表明,能够实现精确控制和快速滚转的要求,有效地减小导弹的侧滑角,保证导弹偏航通道稳定性.     

布撒器协调式倾斜转弯自动驾驶仪的H∞设计

对于倾斜转弯(Bank—to—Turn，BTT)自动驾驶仪而言，侧滑角应尽可能控制在零附近。而抑制快速滚转运动耦合产生的测滑角是实现BTT控制的关键之一。文中首先利用H∞控制理论对俯仰、偏航、滚转三通道进行独立设计，并考虑了模型不确定性因素的影响，设计出鲁棒稳定性较好的控制器，以此为基础。在偏航通道上人为引入一协调指令，以达到抑制侧滑角的目的。该方法设计思路简单．仿真结果表明该方法有较好的控制效果．能满足布撒器BTT控制的要求。     

BTT导弹模糊自适应PID控制

提出了一种模糊鲁棒PID控制器的设计,把模糊控制和常规PID控制结合起来,对控制系统的比例、积分、微分参数进行在线自整定.对BTT导弹偏航通道的模糊自适应控制进行了研究,在Simulink中的仿真结果表明,这种模糊PID控制器的控制效果优于单纯的PID控制,超调量小,抗干扰性能强,对变参数系统的鲁棒性强,满足在线适时自适应控制的要求.     

基于Fuzzy-PID的导弹控制系统设计研究

研究并提出了一种Fuzzy—PID控制器的设计。该控制器把Fuzzy控制和传统的PID控制有机地结合起来，实现了对控制系统的参数自整定。给出了导弹纵向姿态运动数学模型和仿真试验设计。仿真结果表明，这种Fuzzy—PID控制效果明显优于单纯的PID控制方式，特别对变参数系统具有较强的鲁棒性。     

斜置尾翼导弹的转速对耦合度的影响

利用多变量频域控制理论,定性分析和定量研究了斜置尾翼滚转弹的转速对俯仰通道和偏航通道耦合度的影响.研究表明,弹体滚转产生的Magnus效应和陀螺效应是导致俯仰通道和偏航通道交联耦舍的原因,二者对耦合度的影响都不能忽略;随着转速的增加,俯仰通道和偏航通道的耦合度呈指数形式上升;在弹体固有频率附近,俯仰运动和偏航运动耦合性最强;在某个工作频率下,Magnus效应和陀螺效应对耦合度的影响可相互抵消.     

基于滑模控制的导弹制导控制一体化设计

文中对某滚转稳定反坦克导弹的俯仰和偏航通道建立了制导控制一体化数学模型,在末制导段分别采用经典方法和一体化方法设计了滑模制导律(SMG)和自适应滑模一体化制导控制律(SMGC),建立了基于dSPACE的半实物仿真系统,并对两种制导律进行了数字和半实物仿真,结果表明:一体化方法优于传统方法,可有效提高导弹制导性能。     

双旋弹俯仰/偏航通道误差积分增广自适应控制

双旋弹的飞行空域大、时变参数多、俯仰/偏航通道之间耦合严重,为其俯仰/偏航通道控制系统设计带来了许多挑战。针对双旋弹俯仰/偏航通道的非线性控制问题,建立了双旋弹七自由度动力学方程,并基于弹丸线性化理论,得到双旋弹俯仰/偏航通道的近似线性描述。利用过载跟踪误差的积分对系统进行增广,并根据得到的增广系统的结构特点,设计了自适应控制律及参数自适应律。通过构建李雅普诺夫函数证明了增广系统的稳定性。仿真结果表明,利用误差积分增广方法设计的双旋弹俯仰/偏航通道模型参考自适应控制器,在系统具有不确定性和随机扰动时,可以保持与参考模型接近的控制性能和解耦性能。研究结果为解决双旋弹俯仰/偏航通道运动中的复杂非线性问题提供了理论依据和参考方法。