基于约束粒子群优化的导弹H∞-PID控制器设计

传统导弹的PID控制律设计仅考虑了幅值裕度、相位裕度等指标,无法满足多变量鲁棒性指标要求.文中提出了一种基于约束粒子群优化的导弹控制器设计方法,该方法以H∞鲁棒性指标作为目标函数,自动优化得到控制参数.同时,对现有的粒子群算法进行了改进,采用映射函数法将约束优化问题转化为非约束优化问题.以样例导弹为对象设计了H∞-PID控制器并与罚函数法进行了比较,结果表明文中算法各项性能优于经典罚函数法.     

基于粒子群算法的H∞鲁棒飞行控制系统设计

研究了应用混合灵敏度H∞控制理论设计飞行控制系统鲁棒控制器的问题．分析并提出了利用粒子群优化算法来优化H∞加权函数阵．找到了同时满足系统时域和频域性能要求的鲁棒控制器。以某型推力矢量飞机侧向运动为例进行仿真与设计。仿真结果表明。所设计出来的飞行控制系统不仅具有良好的鲁棒稳定性．还具有很好的鲁棒性能。     

基于简便约束粒子群优化算法的空空导弹μ-PID控制器设计

针对现有约束粒子群优化(PSO)算法存在的算法复杂、应用范围受限、优化效果不佳等缺陷,提出一种新型约束粒子群算法。该算法采用目标函数替换的方法将约束优化问题转化为非约束优化问题,具有简便易用的优点。通过典型测试函数测试并和其他具有代表性的约束PSO算法进行对比,表明该算法在处理约束优化问题上的优越性。为了验证该算法应用于工程的可行性,以样例导弹纵向模型为对象,针对经典Raytheon控制结构,采用该算法设计了μ-PID控制器。仿真结果表明,样例导弹控制器可以在满足多种时域指标的同时具有良好的鲁棒性能,达到了设计指标要求,验证了所提出算法的有效性。     

空空导弹驾驶仪鲁棒性分析

针对新一代空对空导弹飞行包线大、飞行环境复杂和气动参数变化剧烈的特点,采用μ方法建立了不确定性和扰动的模型。针对过载控制的非最小相位特性选取了性能加权函数。分别对PID控制器、H∞控制器、μ综合控制器通过统一的鲁棒性判别准则,分析了他们的标称性能、鲁棒稳定性和鲁棒性能,对采用3种控制方法的驾驶仪性能在频域和时域进行了对比,结果表明μ综合驾驶仪具有最好的综合性能。     

基于H∞混合灵敏度的导弹稳定控制回路设计

针对基于经典控制理论导弹稳定控制回路设计时存在的干扰及模型不确定性问题,提出了基于H∞混合灵敏度的导弹稳定控制回路设计方法。通过选取目标函数,将H∞混合灵敏度的问题转化成标准的H∞控制问题,利用Matlab求解了鲁棒控制器,给出了仿真结果。结果表明,利用H∞混合灵敏度方法基于一个特征点所设计的导弹稳定控制回路,对模型不确定性具有较好的鲁棒稳定性,符合系统设计要求。     

混合QFT/H∞控制器设计算法研究

文中通过对常规QFT和H∞控制两种鲁棒控制设计方法原理的深入讨论，结合两种设计方法的优点研究混合QFT／H∞控制器设计问题。给出基于Chebyshev多项式拟合简便求解灵敏度加权函数的方法，为H∞控制性能加权函数选取提供了依据。混合QFT／H∞控制器设计方法避免了常规QFT方法依赖设计经验而具有一定盲目性缺点，同时也降低了标准H∞控制设计结果的复杂性和保守性。最后通过实例仿真说明文中研究方法的正确性和有效性。     

基于化学反应优化算法的导弹鲁棒PID控制器设计

由于现代空空导弹的非线性、强耦合气动特性,传统基于SISO模型的PID控制器整定方法难以满足当前很高的控制性能要求,为了满足导弹某些极限状态的控制需求,对控制系统的鲁棒性提出了更高的要求。为此本文研究了一种基于化学反应优化算法的H_∞-PID鲁棒控制器设计方法,并将其应用于样例空空导弹横侧向通道控制。仿真结果表明了本文提出的控制器设计方法的优越性。     

基于LMI的输出反馈H∞控制及其仿真

研究了基于线性矩阵不等式的输出反馈H∞控制器设计方法.介绍了线性矩阵不等式方法, 讨论了基于线性矩阵不等式的H∞控制问题的求解及输出反馈H∞控制器设计方法.最后给出了在MATLAB环境下利用LMI工具箱求解输出反馈H∞控制器的方法, 并给出仿真实例.     

大长径比导弹两自由度H∞减振跟踪控制器设计

针对大长径比导弹弹体振动与控制系统耦合产生的气动伺服弹性问题,提出两自由度H∞减振跟踪控制算法.在导弹俯仰通道弹性振动和刚体运动耦合模型的基础上进行控制器设计,把传感器在线输出测量值和参考弹道目标值作为控制器的2个输入,把前两阶弹性模态、跟踪误差和控制量引入到目标函数中,将两自由度控制器的设计问题转化到标准H∞优化框架.仿真结果表明,该方法在实现姿态跟踪的同时,对弹体振动有明显的抑制作用.     

水雷运动控制的H∞鲁棒方法

针对海流干扰不确定性,利用H∞鲁棒控制理论的线性矩阵不等式(LMI)方法为水雷运动系统设计控制律.并用仿真验证了控制律的有效性.在LMI的求解上采用了不等式工具箱.所得的状态显示H∞控制器达到了设计目标.     

基于粒子群优化算法的模糊飞行控制器设计

提出了一种基于粒子群优化（PSO）算法的模糊飞行控制器优化设计方法。PSO算法通过粒子跟踪本身所找到的最优解和种群的最优解来完成优化．该算法具有可调参数少．简单易实现，优化速度快的特点。将PSO算法用于对模糊飞行控制器隶属函数的优化设计中，以达到提高控制效果与简化模糊控制器设计的目的。仿真结果表明．利用PSO算法进行优化设计所得到的模糊飞行控制器具有优良的控制性能。     

H2/H∞混合控制在无人机飞行控制中的应用

针对无人机受参数摄动和外界扰动影响的特点,对H2/H∞混合控制控制理论在无人机飞行控制系统中的应用进行了研究.对典型无人机的横航向飞行控制系统,用混合H2/H∞鲁棒控制方法设计状态反馈控制器,使飞机控制系统在鲁棒稳定条件下,满足一定的性能指标.利用线性矩阵不等式在求解多目标综合控制问题方面的优势对问题进行求解,仿真结果表明控制器具有较好的扰动抑制能力和跟踪性能.     

H2/H∞混合控制在无人机飞行控制中的应用

针对无人机受参数摄动和外界扰动影响的特点,对H2/H∞混合控制控制理论在无人机飞行控制系统中的应用进行了研究.对典型无人机的横航向飞行控制系统,用混合H2/H∞鲁棒控制方法设计状态反馈控制器,使飞机控制系统在鲁棒稳定条件下,满足一定的性能指标.利用线性矩阵不等式在求解多目标综合控制问题方面的优势对问题进行求解,仿真结果表明控制器具有较好的扰动抑制能力和跟踪性能.     

基于GA优化的潜器航向H∞控制

基于潜器航向控制Nomoto模型,考虑深水海流和近水面海浪的不同频率特性扰动的影响,应用H∞混合灵敏度方法设计潜器自动舵的鲁棒控制器.在设计中,将系统时域指标和混合灵敏度加权函数的频域要求与遗传算法有效结合 ,通过构成有约束的遗传寻优问题来对加权函数参数进行优化.以同时获得满足频域和时域性能要求的H∞控制器.仿真表明这种方法是正确和有效的.     

EPS系统粒子群优化PID控制的研究

为了改善常规PID算法在电动助力转向系统(EPS)控制中的不足,提高系统控制的精度、稳定性和抗干扰能力,采用粒子群算法(PSO)对PID控制器进行优化.根据EPS系统结构和动力学特性,建立了EPS系统数学模型.电机采用电流控制法,并以助力特性曲线中理想电流值与电机电流实际输出值的偏差作为PID控制器的输入.利用MATLAB平台建立EPS系统PID控制的整车模型,分析研究粒子群算法,并根据PSO算法优化PID控制器的参数.仿真结果表明:与常规PID控制相比,采用粒子群优化的PID控制,系统输出响应更平稳,抗干扰能力更强,鲁棒性好,控制效果更优.     

某交流伺服系统的免疫克隆粒子群优化自抗扰控制

针对采用永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动的某火箭炮位置交流伺服系统存在摩擦力矩、外界扰动等一系列复杂非线性问题,设计一种基于免疫克隆粒子群优化算法的自抗扰控制器(IPSO-ADRC).根据自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)抗干扰能力强和粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)寻优能力强的特点,采用免疫克隆粒子群优化算法在线整定自抗扰控制器的重要参数;并将克隆选择算法(clonal selection algorithm,CSA)融入到粒子群算法中,维护群体种类的差异性,解决PSO算法的缺陷问题.仿真实验结果证明:该控制策略使系统的稳态性能更好,并能提升系统的动态品质.     

μ-synthisis方法在结构一声耦合系统鲁棒控制中的应用

以在工程中普遍存在的封闭空间结构一声耦合系统为对象，基于鲁棒结构奇异值理论，建立了结构一声耦合系统鲁棒主动控制模型，提出了设计鲁棒μ-synthesis。控制器的方法：通过引入虚拟的不确定块，将耦合系统响应性能的问题转化为广义系统的稳定鲁棒性问题，采用标准D-K迭代法求解该增量系统的稳定鲁棒控制器。封闭空间结构一声耦合系统的控制仿真表明，同鲁棒H∞控制结果相比，μ-synthesis方法对模型不确定性具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。同以往的研究相比，新意在于应用μ-synthesis方法设计了结构一声耦含系统鲁棒控制器，以克服H∞控制器的不足。     

抵御执行器故障的满意容错控制

针对不确定性不满足匹配条件的线性离散系统,研究了执行器失效后满足H2性能指标和H∞扰动约束的二次D-稳定满意容错控制问题。在连续型增益故障模型下,建立了容错控制中期望指标的相容性方法,分析了与H∞指标相容的H2性能指标的取值范围。同时给出了二次D-稳定满意容错控制器存在的充分条件,并在相容指标约束下给出了控制器的构造性设计方法。     

脉冲修正弹参数优化设计方法

为了从理论上寻求合理、有效的脉冲修正弹参数设计方法,提出对脉冲修正弹参数进行优化设计。选取脉冲发动机个数、单脉冲冲量大小、脉冲发动机轴向偏心距及尾翼导转角为优化设计变量,以脉冲发动机总冲最小为目标函数,并以某些脉冲参数、弹道参数等为约束条件,建立了脉冲修正弹参数优化模型。针对该模型的特点,在标准粒子群算法SPSO2011的基础上,提出了基于自适应罚函数且适于处理整数离散变量的改进粒子群算法。算例结果表明,该算法用于脉冲修正弹参数优化设计,可快速、可靠地获取最优解。     

磁悬浮系统鲁棒模糊控制器设计及仿真

磁悬浮系统鲁棒模糊控制器设计,基于Product-Sum模糊控制和H∞控制理论,使用Singleton模糊化、Product模糊推理及Center-Average法解模糊,并以三角型的隶属函数作为输入集合的隶属函数.其仿真验证了该控制器在处理系统本身的非线性及外部干扰时,具有稳定性和很强的鲁棒性.