BTT导弹变结构自适应控制仿真研究

一种变结构自适应控制律,可以不依赖于系统的精确数学模型,但对于BTT导弹气动参数不确定性具有良好的控制效果.采用Matlab,分别对BTT导弹滚转、偏航以及俯仰三个通道进行数值仿真,接着又对闭环系统进行了仿真验证,根据对仿真结果的分析,对该控制律进行了进一步的改进.所设计的改进控制律很好地解决了导弹数学模型不能精确获得以及参数大范围变化的问题,并且在很大程度上克服了导弹各通道间存在的耦合现象,与其它控制方法比较,具有算法相对简单,并且易于仿真验证的特点,对BTT导弹自动驾驶仪研究具有很好的指导意义.     

基于LS-SVM的BTT导弹动态逆反演控制

基于LS -SVM理论、动态逆控制和反演控制方法,针对具有非匹配不确定性的BTT导弹非线性数学模型,设计了一种基于LS- SVM的BTT导弹动态逆反演控制律;对传统反演控制律设计的不足之处,采用LS- SVM法逼近BTT导弹控制系统中带有未知成分非线性函数,从而实现了无需精确数学模型的全新控制律,避免了因建模误差对控制带来的不良影响,在此基础上,利用李亚普诺夫方法证明了系统的稳定性和收敛性;仿真结果表明,文章所设计的控制律,对导弹控制系统中存在的不确定因素具有较强的鲁棒性和自适应性.     

基于鲁棒模糊控制理论的BTT导弹动态逆控制

将模糊控制理论应用于BTT导弹动态逆系统控制中,设计了BTT导弹控制系统鲁棒模糊控制器.首先应用动态逆系统方法设计BTT导弹控制器,然后用参数化线性模糊逻辑系统逼近动态逆控制器中的不确定项,并设计了自适应律以调整参数的变化,最后根据Lyapunov稳定性定理,证明了所提出的方法能保证BTT导弹控制系统是渐近稳定的,系统的跟踪误差将收敛到零.仿真结果表明,设计的控制器,对参数和外界扰动等不确定因素具有较强的鲁棒性和自适应性.     

飞航导弹变论域自适应模糊PID控制方法

对于导弹飞行控制,当系统在大动态范围运行时,常规模糊PID控制由于固定论域、调整因子以及根据个别专家经验制定的有限控制规则不够完善,其固定的论域范围就会使得模糊控制对PID参数的调整过大或者过小,造成系统响应变慢,出现震荡,难以稳定等。针对导弹在飞行过程中具有非线性、耦合性以及时变性等特点,设计了一种自适应变论域模糊PID复合控制策略,采用变论域模糊控制实现控制参数自整定和控制规则的自调整,采用PID控制弥补模糊控制固有的精度盲区。实验结果表明该方法无论在随机扰动还是幅值扰动情况下都能够实现快速响应,自适应抗干扰能力强,具有动态响应快、稳定精度高,鲁棒性强等特点。     

BTT导弹横侧通道H∞鲁棒控制器设计研究

考虑到BTT导弹存在较大的耦合和不确定性,传统频域控制理论以及三通道独立设计方法不再适用于自动驾驶仪的设计.为此,研究了BTT导弹横侧通道H∞鲁棒控制器的设计问题,用以抑制不确定性、外来扰动以及通道间耦合给系统带来的不利影响.首先分析了H∞鲁棒控制器设计中存在的关键问题,包括不确定性的分析及加权函数的选择;然后通过建立包含未建模不确定的被控对象、引入加权函数,得到了扩展的广义受控系统,利用Matlab鲁棒控制工具箱设计了BTT导弹横侧通道的H∞鲁棒控制器;最后通过仿真验证,表明设计的H∞鲁棒控制器具有良好的控制性能和鲁棒性.     

增益模糊修正和自适应律

本文给出了一种兼顾系统鲁棒性和暂态特性的自适应律，我们称之为增益模糊修正自适应律，分析及仿真表明，它除保持了死区修正方案相对于有界扰动的鲁棒性之外，又克服了死区修正方案及原始的积分式自适应律方案暂态品质差的问题，尤其是对一类严重欠阻尼的二阶对象，与死区修正适应方案或积分式自适应方案相比，它显著地提高了系统的暂态品质。     

BTT导弹控制系统设计问题的研究

针对BTT导弹控制技术进行研究无疑具有很高的应用价值,对巩固和提高我国的国防科技水平具有重要意义;BTT导弹因其自身的机动方式而成为典型的非线性强耦合系统,给其控制系统设计工作带来很大难度;能否选择合适的控制方法对控制系统进行设计成为制约BTT导弹性能的关键问题;文中从控制方法设计的角度对BTT导弹控制系统设计问题进行了研究,通过采用不同控制方法进行控制律设计和稳定性分析,来对各方法的特点进行比较和分析。     

增益模糊修正自适应律

本文给出了一种兼顾系统鲁棒性和暂态特性的自适应律，我们称之为增益模糊修正自适应律。分析及仿真表明，它除保持了死区修正方案相对于有界扰动的鲁棒性之外，又克服了死区修正方案及原始的积分式自适应律方案暂态品质差的问题，尤其是对一类严重欠阻尼的二阶对象，与死区修正自适应方案或积分式自适应方案相比，它显著地提高了系统的暂态品质。     

导弹纵向动力系统自适应反演积分控制研究

研究导弹的纵向高精度控制问题.导弹运动数学模型可以看成一组非线性微分方程的动力系统,在对其进行纵向运动控制过程中,传统方法使用小扰动理论进行分段线性化,分别求取增益调度在各段的控制参数.在大扰动条件下,由于动力系数的剧烈变化,使得模型参数存在不确定性问题,导致传统的增益调度算法控制器无法保证控制系统的稳定性.提出了一种应用李雅普洛夫法和反演技术设计的参数自适应非线性跟踪控制器,同时在反演镇定函数中加入积分项以消除稳态跟踪误差,使系统能够全局渐近跟踪参考指令.仿真结果表明,改进方法对于参数不确定的导弹纵向运动控制有很好的自适应性,能够在2秒内跟踪到俯仰角输入信号,并且消除跟踪误差,同时保证控制器具有全局稳定性.     

基于LQR方法的巡航导弹BTT控制器设计

基于LQR最优控制思想提出一种针对巡航导弹BTT控制的设计方法。首先基于巡航导弹的气动外形及飞行特点建立数学模型,然后根据导弹控制器设计要求,合理选取状态变量,采用积分型LQR控制设计最优控制律,最后的仿真结果表明,导弹能够无静差的跟踪过载及滚转指令,并有效的抑制了侧滑角的产生。     

BTT导弹滚转通道模型参考变结构自动驾驶仪设计

BTT导弹的气动参数强烈变化特点、大机动需求和控制技术要求导弹滚转通道必须具有快的响应速度和强的抗干扰能力.针对这些特点,引入了模型参考变结构控制(MRVSC)设计导弹滚转通道自动驾驶仪,应用Simulink对PID和MRVSC两种自动驾驶仪进行仿真分析;在飞行高度为200m时,PID和MRVSC自动驾驶仪对理想弹道的跟踪效果几乎相同;在10km高度,PID方法的跟踪效果明显变差,而MRVSC具有同样的跟踪效果;仿真结果表明,MRVSC自动驾驶仪能够保证快的响应速度和抵抗参数大范围变化.     

BTT导弹基于扩张状态观测器的滑模控制律设计

针对BTT导弹非线性动力学模型中的参数不确定性及系统存在未知外部干扰的问题,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模控制设计方法;将系统参数不确定性和未知外界干扰作为系统的复合干扰,采用扩张状态观测器估计系统的复合干扰,并实时补偿;利用Lyapunov方法证明系统的稳定性;该控制器算法简单、计算量小,更易于实际工程应用;仿真结果表明,设计的控制器对导弹控制系统受到的复合干扰具有较强的鲁棒性和稳定性,满足导弹姿态快速机动和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于滑模控制器。     

基于ESO的BTT导弹自动驾驶仪滑模反演设计

针对BTT导弹非线性动力学模型中的参数不确定性及系统存在未知外部干扰的问题,提出了一种基于扩张状态观测器的反演滑模控制设计方法。将系统参数不确定性和未知外界干扰作为系统的复合干扰,采用扩张状态观测器估计系统的复合干扰,并实时补偿。利用Lyapunov方法证明系统的稳定性。设计的控制器算法简单、计算量小,更易于实际工程应用。仿真结果表明,设计的控制器对导弹控制系统受到的复合干扰具有较强的鲁棒性和稳定性,满足导弹姿态快速机动和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于滑模反演控制器。     

Adaptive Fuzzy Back-stepping Control of a Flexible Air-breathing Hypersonic Vehicle Subject to Input Constraints

The design of an adaptive fuzzy back-stepping tracking control for flexible air-breathing hypersonic vehicle (FAHV) with actuator constraints is discussed. Fuzzy logic systems (FLSs) are applied to approximate the total uncertainty of FAHV model. The minimal-learning-parameter (MLP) algorithms are applied for FLSs to reduce the quantity of calculation. For the sake of preventing explosion of differentiation term in back-stepping control, the derivatives of virtual control laws can be calculated by sliding mode differentiators. Particularly, the novel auxiliary systems are explored to cope with the inputs saturation. Finally, reference trajectory tracking simulation shows the auxiliary systems have better performances than the existing algorithms when the inputs are saturated.     

Active Disturbance Rejection Control for Attitude Control of Missile Systems Based on Back-stepping Method

International Journal of Control, Automation and Systems - In this paper, a novel attitude control method for nonlinear missile system is proposed, which combines backstepping technique with linear...