H_∞控制理论在空空导弹自动驾驶仪设计中的应用

目前在空空导弹自动驾驶仪的设计中 ,多采用经典设计方法 ,自动驾驶仪结构为传统的结构形式。这种设计方法物理概念明确 ,在弹体模型参数摄动不大的情况下 ,能够获得满意的性能。新一代空空导弹为了满足高机动性的要求 ,常采用大攻角飞行策略 ,由于通道间耦合和气动力非线性的缘故 ,一般难以建立较为准确的数学模型 ,因此要求其自动驾驶仪具有更好的鲁棒性。本文用H∞ 控制理论 ,对某型空空导弹的自动驾驶仪进行了设计。与传统的设计方法比较 ,采用H∞ 控制理论设计的自动驾驶仪具有更好的鲁棒稳定性能。     

H∞控制理论在空空导弹自动驾驶仪设计中的应用

目前在空空导弹自动驾驶仪的设计中,多采用经典设计方法,自动驾驶仪结构为传统的结构形式。这种设计方法物理概念明确,在弹体模型参数摄动不大的情况下,能够获得满意的性能。新一代空空导弹为了满足高机动性的要求,常采用大攻角飞行策略．由于通道问耦合和气动力非线性的缘故,一般难以建立较为准确的数学模型,因此要求其自动驾驶仪具有更好的鲁棒性。本文用H∞控制理论,对某型空空导弹的自动驾驶仪进行了设计。与传统的设计方法比较,采用H∞控制理论设计的自动驾驶仪具有更好的鲁棒稳定性能。     

空空导弹自动驾驶仪BTT控制算法发展综述

针对空空导弹自动驾驶仪的BTT控制中必须面对的各通道交叉耦合,以及未知扰动和未建模动态等问题,分析比较了近二十年来国内外在空空导弹BTT控制领域各种控制算法的优缺点,分析了满足机动性和鲁棒性要求,并适应大范围空域内参数摄动的BTT控制算法的应用方向与局限性,为新一代大攻角空空导弹的自动驾驶仪设计研究提供参考。     

神经网络PID飞行控制算法的VHDL设计

针对空空导弹自动驾驶仪的神经网络PID控制算法原理,用VHDL语言设计,并用QUARTUS Ⅱ软件平台对神经网络PID控制算法的硬件实现进行综合、仿真,所得结果符合制导系统实时性的要求.最后指出该控制器可作为IP核嵌入到SOPC系统中,从而极大地提高系统的灵活性.     

空空导弹自动驾驶仪静态测试系统设计

本文分析了空空导弹自动驾驶仪的静态测试要求,介绍了一种新型自动驾驶仪静态测试系统的设计方案,重点介绍了测试系统硬件组成及软件的设计思想,最后陈述了测试系统优点及广阔的应用前景。     

导弹自动驾驶仪设计研究现状及发展趋势

通过对导弹制导控制系统结构组成的研究,介绍了导弹自动驾驶仪的功能和设计方法。归纳和总结了国内外的先进控制理论,详细介绍了自适应鲁棒控制、模糊控制、神经网络控制等先进控制理论在导弹自动驾驶仪设计中的应用,列举了国内外学者在自动驾驶仪设计上的最新研究成果。研究和分析了当前导弹自动驾驶仪存在的不足,提出了相应的改进方向和措施,并对未来导弹自动驾驶仪设计的发展进行了展望。     

基于BP神经网络算法的自动驾驶仪设计

基于经典的三回路自动驾驶仪结构,采用BP神经网络算法进行自动驾驶仪的设计。BP神经网络算法的运用使所设计的自动驾驶仪能够针对非线性、时变的气动特性自适应地调整控制参数,简化了设计过程,并给出了相应的仿真结果。     

基于神经网络与自适应控制的自动驾驶仪设计

针对弹体作为制导系统控制对象的时变非线性特点,应用间接神经网络模型参考自适应控制理论,采用两个BP网络设计了导弹自动驾驶仪,其中一个用来对系统动态特性进行辨识,并利用辨识得到的信息,采用控制网络对系统进行控制.对所设计的自动驾驶仪进行了系统仿真,结果表明,被控弹体很好的跟踪了参考模型的输出.     

基于μ综合的导弹自动驾驶仪设计

为了满足高机动性要求,空空导弹常采用大攻角飞行;然而导弹大攻角飞行时存在通道间耦合严重、气动力系数摄动范围大等问题,使设计模型与实际对象误差严重,传统方法设计的自动驾驶仪很难满足鲁棒性要求。考虑导弹自动驾驶仪设计中存在的未建模误差和气动力系数摄动等不确定性因素,采用μ综合设计方法,以某型导弹为例对其俯仰通道驾驶仪进行了设计,仿真结果表明,与传统设计方法相比,所设计的控制系统不仅动态性能满足设计要求,且具有良好的鲁棒性能。     

倾斜转弯高超声速巡航飞行器多变量频域法解耦设计

文中研究了一种耦合严重的倾斜转弯高超声速巡航飞行器俯仰/偏航通道的自动驾驶仪设计问题。首先设计了一种比例-积分型的预补偿阵对耦合模型进行预补偿,然后对近似解耦的俯仰/偏航通道分别设计了自动驾驶仪,设计方法物理概念清晰,自动驾驶仪结构简单。仿真表明自动驾驶仪解耦效果明显,具有良好的指令跟踪性能和抗干扰能力。     

采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪设计

针对传统三回路自动驾驶仪在工程应用中对开环穿越频率约束不足的问题,设计了一种使用 奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪方法。该方法将奇异摄动裕度信息引入三回路自动驾驶仪中,对自动驾驶仪进行开环穿越频率极点设计和预测校正,使三回路自动驾驶仪能够有效地对开环穿越频率进行约束,不再依赖于控制系统的闭环自振频率,同时计算得到的奇异摄动值可有效地反映控制系统性能。试验结果分析证明,采用奇异摄动裕度的三回路自动驾驶仪克服了传统设计方法的缺点,对产生的干扰能够有效快速地进行抑制,并能通过奇异摄动值准确地反映控制系统工作效果。     

过载自动驾驶仪分析研究

对过载自动驾驶仪的固有特性进行了研究.通过数学推导得出尾舵控制导弹过载自动驾驶仪具有非最小相位特性,仿真结果证明也是如此.过载自动驾驶仪是典型的0型系统,存在稳态误差.稳态误差与导弹速度、加速度反馈回路增益、弹体开环气动增益及舵系统增益有关,而与角速度反馈回路增益无关;主反馈回路可提供一定的相位超前,这有利于设计舵机伺服系统.     

某型导弹自动驾驶仪故障诊断系统

导弹自动驾驶仪系统十分复杂，维修保养费用高，事故后果严重，因而研究故障诊断的理论与应用，对于保证系统的可用度来讲是至关重要的，故障诊断系统的技术也就显得日趋重要，通过对某型导弹自动驾驶仪测试方法的研究，详细介绍了某型导弹自动驾驶仪故障的特点及其诊断原理，并对此类故障诊断技术进行了综合性论述。     

战术导弹三回路过载驾驶仪时频特性分析

基于小扰动线性化的纵向弹体控制模型,研究了三回路驾驶仪及其新弹体的结构、快速性、鲁棒性以及对静不稳定弹体的增稳能力,建立并分析了驾驶仪的无量纲模型,针对三回路驾驶仪提出了一种新的设计思路。研究结果表明:阻尼回路新弹体增稳能力和鲁棒性较弱;增稳回路新弹体具有良好的鲁棒性和增稳能力但响应速度较慢;三回路驾驶仪通过设计一个远离开环弹体频率的一阶主导极点和一对阻尼合适的高频极点,使系统具备较好的快速性、稳定性和鲁棒性。     

一种小型空空导弹稳定回路半实物仿真系统设计

稳定回路半实物仿真在空空导弹控制系统设计中的作用举足轻重。介绍了一种小型空空导弹稳定回路半实物仿真系统的组成,详细阐述了该系统关键组成部分的工作原理,总结了该系统的特点。     

BTT导弹航迹跟踪技术

研究了倾斜转弯(BTT)导弹的航迹跟踪系统,外回路采用非线性过载制导指令的方式进行制导,内回路为过载自动驾驶仪.讨论了设计方案和原理,分析了制导控制指令生成方法以及制导指令参数的算法,并与大圆航线跟踪 姿态驾驶仪的方案进行了比较.6DOF弹道仿真结果表明,采用非线性过载制导 过载自动驾驶仪的方案,能够提高导弹跟踪的响应速度,达到良好的跟踪效果,其跟踪精度明显优于大圆航线跟踪 姿态驾驶仪的系统方案.     

线性跟踪系统Lyapunov函数性质及其应用

研究了线性跟踪系统Lyapunov函数性质,并基于该性质进行控制系统设计研究,给出控制器结构和Lyapunov函数取值估计;首先,以经典三回路为基础建立线性闭环跟踪系统微分方程;在完成系统数学模型的基础上,给出线性跟踪系统Lyapunov函数对时间的一阶导数为非负,二阶导数为非正,即线性跟踪系统Lyapunov函数最大值不是在系统的初始状态而是稳定状态这一论点;进而基于该Lyapunov函数性质对控制系统进行设计和Lyapunov函数取值进行研究;最后通过仿真验证,仿真结果表明所提出的线性跟踪系统Lyapunov函数性质、控制器设计和Lyapunov函数取值估计是正确的。     

基于自抗扰控制的导引律

考虑目标机动和驾驶仪动态等情况,提出了一种基于自抗扰控制理论和反步法设计思想的新型制导律。将目标机动和驾驶仪参数不确定分别当成系统的扰动。将包含驾驶仪动态特性的制导环路,分作外环和内环分别进行控制器设计。外环自抗扰控制器用于控制切向相对速度收敛到零。抑制目标机动及系统非线性项对视线稳定性影响。内环自抗扰控制器用于跟踪外环输出的虚拟控制,补偿驾驶仪动态及驾驶仪参数不确定性对于制导精度的影响。仿真结果表明,设计的算法能够有效地实现制导目的,在目标作大机动且考虑驾驶仪动态情况下,仍然具有很高的制导精度。     

导弹纵向自动驾驶仪线性二次型控制器设计

基于尾舵控制的导弹纵向自动驾驶仪开展线性二次型控制器设计,为消除系统的跟随误差,设计了最优反馈控制,并分析目标函数的权重对系统性能影响;仿真结果表明:在合理的选择目标函数的权重的情况下,线性二次型控制器具备良好的动态响应品质,且可以降低对控制量需求。     

基于最优二次型理论的滚转导弹三回路驾驶仪设计与研究

建立了存在交叉耦合的滚转导弹动力学模型,并将通道耦合效应视为外界干扰,利用最优二次型(LQR)控制理论,提出了一种三回路驾驶仪的单输入多输出(SIMO)设计方法。分析了三回 路驾驶仪的基本特点,并研究了权系数矩阵与驾驶仪性能指标之间的关系,可辅助设计者更合理地选择权系数矩阵。将考虑耦合的动力学模型视为多输入多输出(MIMO)系统,对滚转导弹控制系统进行了设计。设计结果表明：对于存在状态耦合的滚转导弹而言,以SIMO设计的三回路驾驶仪可以很好地抑制耦合的影响,与MIMO设计得到的控制律差异很小。通过对滚转导弹耦合系统的非线性数学仿真,验证了以上结论的正确性。