导弹姿态的反演法控制器设计

反演法控制器,将导弹姿态角作为系统控制对象.控制器根据给定的俯仰角、偏航角和滚动角参考信号得出相应的舵偏输入,使导弹能按给定姿态角确定的轨迹飞行.定点及全空间仿真结果证明,该控制器设计可行.     

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....     

基于滑模趋近律的潜空导弹垂直出水姿态控制律设计

文中给出了一种滑模趋近律应用于潜空导弹垂直出水姿态控制的设计方法。首先利用四元数在弹体坐标系下对垂直出水的潜空导弹水下和空中运动建立了统一的运动方程形式,然后在纵向通道利用小扰动线性化状态空间模型,设计了基于滑模趋近律的姿态控制律,最后建立了Simulink六自由度弹道模型并进行了数字仿真。结果表明:基于四元数的水下、水上统一的运动方程形式运行有效,基于滑模趋近律的姿态控制律可实现对潜空导弹垂直出水的有效控制。     

基于反演法的某制导迫弹鲁棒自适应控制器设计

设计了一种基于反演法的鲁棒自适应控制器,以解决制导迫弹在飞行中存在的气动参数不确定和未建模误差等问题,在设计过程中通过带有σ修正的参数自适应律对系统中的不确定参数进行在线估计,针对模型中的未建模误差,采用鲁棒函数抵消,在反演法的推导过程中,加入了一阶低通滤波器,得到虚拟控制量的微分,消除了传统反演法中的“项数膨胀”难题,并利用李雅普诺夫函数证明了该闭环系统为半全局稳定的。该设计方法放宽了对不确定项的限制,仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于自适应反演法的质量矩导弹控制律设计

基于反演技术研究了双滑块质量矩导弹俯仰、偏航通道跟踪控制问题。以所建立的仿射型控制模型为基础,考虑到滑块速度、加速度及导轨等不确定因素的影响,给出了鲁棒自适应反演控制律;针对反演法存在计算膨胀这一问题,设计了滑模滤波器来估计虚拟控制量的导数;针对反演法给出的增益系数无法保证满意的性能指标这一问题,采用遗传算法优化控制器...     

基于数字变力矩的拦截器脉冲姿态控制律设计

为提高拦截器姿控系统的控制精度,在研究常值推力姿控发动机的脉冲调制方式的基础上,建立姿控发动机的脉冲推力模型,重点设计动能拦截器基于非线性开关控制的姿控发动机控制律,并通过典型角度稳定跟踪过程验证控制律.仿真结果表明:姿控系统能够稳定地高精度跟踪目标,所设计的姿控系统具有有效性.     

基于滑模变结构的导弹制导律设计

为了实现导弹的精确打击,增强导弹的机动性,提出基于滑模变结构的导弹制导律。在设计趋近律时考虑到弹目距离的变化,使得系统状态轨迹快速且收敛到滑模面,并通过饱和函数替代符号函数抑制状态轨迹在达到滑模面时的抖动。仿真结果表明,滑模变结构方法相比于经典的比例导引方法,更能发挥导弹机动性并改善弹道,使导弹运动更加平滑。     

基于增量反步的复合翼无人机全包线姿态控制

针对某型复合翼无人机强非线性、不确定性和多模态的问题,从不确定性补偿非线性控制方法、跟踪微分器加速度测量和直接切换方法等角度开展全包线飞行控制研究。针对气动参数不确定问题,基于角加速度补偿方法,提出一种基于新型微分跟踪器的增量反步方法(incrementalbacksteppingcontrol,IBKS);为解决多模态特性问题,设计基于策略的直接切换方法,利用控制器参数切换实现复合翼无人机全包线姿态控制;通过不同模态下的仿真选取不同模式下的控制器参数,并联合选取的参数对起飞过程进行仿真。结果表明：所提姿态控制方法在样例复合翼无人机参数摄动30%的情况下,相较于反步法提高了66.8%的俯仰角控制精度,能消除攻角抖振,提升飞行品质。     

导弹姿态控制系统中校正网络的改进

校正网络是导弹姿态控制系统中变换放大器的重要组成部分.根据某导弹改型前后校正网络传递函数的变化,分析了网络变化的原因,介绍了陷波器消除结构谐振的补偿原理,并给出了此类有源陷波器的设计方法.     

非线性预测控制在质量矩导弹姿态控制系统设计上的应用

以所建立的质量矩导弹数学模型为基础, 通过对模型合理地简化, 得到一个耦合的非线性动力学系统.考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和两个滑块伺服机构的协调控制问题, 用基于反馈线性化的非线性控制理论, 采用非线性预测控制, 解决了质量矩导弹姿态控制系统设计问题, 并且系统对于参数的不确定性具有很强的鲁棒性.仿真结果检验了这种方法的有效性.     

导弹姿控系统设计的进化多目标优化算法

在进行固体导弹的姿控系统设计时,对高频弹性模态通常采用鲁棒性较强的幅值稳定。弹性模态的响应频率相对刚体的显得较低,增加了控制器参数调试的难度,因为高频弹性模态的鲁棒稳定性要求与低频刚体的性能设计要求往往是冲突的。在对控制器低频段的幅相特性进行约束的条件下,针对控制器的高频幅值以及闭环系统的阶跃响应输出偏差积分值这两个优化目标,采用进化多目标优化算法NSGA-II进行了控制器参数的优化选取,在最后优化所得的非劣最优解集中能够得到一组满意的控制器参数。     

基于定量反馈理论的弹道导弹俯仰通道姿态控制系统设计

定量反馈理论（QFT）是一种既能满足不确定性系统的鲁棒性要求,又在工程应用中易于实现的基于频域的鲁棒设计方法。基于QFT设计考虑弹体不确定性的弹道导弹俯仰通道姿态控制系统,性能验证与时域仿真结果表明,所设计的QFT控制系统具有良好的鲁棒性和快速性。     

巡航导弹鲁棒轨迹线性化控制器设计

基于轨迹线性化控制方法研究了巡航导弹控制器的设计问题。考虑到系统建模误差和外界干扰等不确定因素对TLC控制器性能的影响,研究了鲁棒轨迹线性化控制方法,设计了相应的控制器,并采用Lyapunov方法严格证明了闭环系统所有误差信号一致最终有界。最后应用新控制方案设计了巡航导弹飞行控制系统,仿真结果表明了方法的有效性。     

基于QFT 的直升机全包线姿态控制器设计

针对飞行包线上对象数学模型的大范围变化所带来的系统不确定问题,提出基于定量反馈理论（quantitative feedback theory,QFT）的直升机全包线姿态控制器设计方案。讨论了运用QFT设计多输入多输出（multiple—input multiple-output,MIMO）系统控制器的原理及一般设计过程,并采用该理论设计UH-60直升机在6种飞行状态下的全包线姿态控制器。结果证明：QFT能够解决由于模型参数不确定性所造成的控制系统鲁棒性问题,而且具有较强的工程应用价值。     

基于双模态控制器设计导弹滚动通道驾驶仪

针对导弹滚动通道动态响应快、超调量小、干扰抑制能力强的问题，提出应用PID-bang-bang双模态控制器来设计滚动通道驾驶仪的控制方案。该设计方案综合了bang-bang控制器具有鲁棒性强、动态响应快和PID控制器具有良好稳态品质的优点。最后通过仿真验证了该方案对抑制较强干扰的有效性。     

基于磁阻传感器的弹体姿态测量系统

为实时准确获取弹体俯仰和滚转参数,提出一种利用磁阻传感器获取地磁场强度,结合微机电陀螺精确求解弹体姿态的方法。介绍了基于地磁场的姿态测量系统原理和硬件设计,对存在的各种误差进行了分析,并提出了相应的误差补偿方法。最后,对所设计的系统进行了验证。结果表明,其测量姿态角精度优于1°。     

BTT导弹姿态跟踪保性能控制器设计

针对导弹在运动过程中模型存在较大不确定性，提出一种新的跟踪保性能鲁棒控制器设计方法．应用线性矩阵不等式来求解控制器使该方法简单易行。以某型BTT导弹姿态控制为例，设计了跟踪保性能控制器,仿真结果表明了方法的有效性．为高性能的BTT导弹姿态控制器设计提供了一种新途径。