基于反步法的有限时间机器人环航控制器设计

以二维运动目标的环航跟踪为背景,在非完整机器人速度受限情形下,设计了一类以规定环绕速率沿固定半径跟踪目标的控制器.首先,由极坐标系下的环航系统模型,利用反步法给出了一种使系统达到渐近稳定的控制器.进一步,考虑机器人在有限时间内达到跟踪要求的工程需求,利用饱和函数和Lyapunov稳定性理论,设计了一种使机器人运动轨迹在有限时间内收敛到期望轨迹的有限时间饱和控制器.最后,数值算例验证了所提控制律的有效性.     

参数不确定时滞系统的鲁棒P ID 控制

提出一种简单而有效的参数不确定时滞系统鲁棒PID控制器设计方法．通过在kp-ki平面上绘制稳定边界线,确定稳定的PID控制器参数区域;推导了一阶不稳定时滞系统PI控制器和PID控制器的存在性条件;基于推广到时滞系统的棱边定理,确定所有鲁棒PID控制器参数集．仿真实例表明了该方法的优越性．     

不完全量测下Cramer-Rao下界与数据丢失位置的关系

随机探测/丢失序列的引入使得状态估计中的Cramer-Rao下界(Cramer-Rao lower bound, CRLB)具有随机性; 在探测概率小于1的不完全量测系统中, 针对CRLB与数据丢失位置(Location of missing data, LMD)之间呈现出的某种关联现象, 讨论了离散随机系统中LMD对CRLB的影响; 利用Lyapunov不等式, 给出了一定条件下变形CRLB与LMD满足单调递减函数关系这一新结论; 同时在给定探测率下, 给出了一组CRLB上下界计算方法, 数字仿真表明探测率越高, 上下界越接近理论CRLB.     

PI控制中衰减度与H∞指标的相容性

研究n阶线性定常系统在PI控制下衰减度与H∞指标的相容性问题.首先基于D-分割法和边界穿越定理,分别推导了描述PI控制器参数稳定域边界、PI控制器满足期望的衰减度指标的参数边界和期望的H∞指标的参数边界的解析表达式.再应用满意控制思想,对上述期望指标的相容性进行了分析,给出了相容指标较好的取值范围.当上述两类指标相容时,可以迅速得到整个PI控制器相容性解集(满意解集).用一个算例说明了所提出的设计方法的有效性.     

网络化多平台协同探测系统空间算法研究

研究网络化多平台协同探测空间一致性算法问题。未来海战场协同反导作战过程中,由于平台自身的姿态偏差和传感器探测的系统偏差,使得协同探测的效果并不理想。针对不同探测平台(机动平台)传感器对目标探测的量测关系,在将局部笛卡尔坐标转换到以传感器为原点的地理坐标系的基础上,给出了一种广义最小二乘法的机动平台空间多平台探测空间对准算法。最后,利用Monte-Carlo仿真对算法验证了算法的科学性,有效地对传感器的系统偏差和平台导航系统偏差进行了估计和修正,为探测系统空间一致性研究提供了理论参考。     

多通道解耦事件触发机制及其在光电传感网络中的应用

针对传感器网络融合估计中由能量受限引发的通信资源受限问题,提出了一种基于多通道解耦的事件触发量测传输机制.单独设计各传感器输出分量的事件触发条件并给出了估计算法误差有界性的条件,在保证融合估计精度的同时,可一定程度上降低传感器网络数据传输量.与现有三种方法的对比仿真结果以及火力控制系统中的光电传感网络实例,表明了所提算法的有效性和工程应用的可行性.     

航迹辨识系统中约束方差滤波的容许模型噪声

根据Kalman滤波的最小方差特性,分析测量噪声一定时Kalman滤波方差随系统模型噪声强度变化的规律,并在模型噪声和测量噪声一定时,给出求解当前估计型稳态Kalman滤波的LMI方法。针对测噪声一定的系统设计一种滤波器,它在保证滤波误差方差满足指定上界约束下,容许系统有尽可能大强度的模型噪声,并用航迹辨识系统的算例对所给出的结果做了说明。     

射表参数估计及其虚拟延伸

根据虚拟闭环校射的需求,对某射表进行了多项式逼近,并进行了虚拟延伸,借助于数字仿真,给出了满足射击精度要求的射表逼近函数结构和参数,结果已在火炮数字化瞄准具中获得实际应用。     

带有不同视场约束的多导弹分布式协同制导

针对带有不同视场约束的多导弹,提出一种分布式协同制导策略。各导弹以固定周期与网络中的邻居导弹节点交互剩余距离信息,生成一致性误差。根据导弹视场范围和前置角,采用饱和函数将一致性误差生成协同一致律,以确保相关变量实现状态一致。当导弹相关变量状态一致且接近目标后,各导弹断开通信连接,独立导引至目标。依据反馈线性化、图论和矩阵理论,给出协同制导律成立的充分条件。与传统多导弹协同制导研究相比,所提协同制导律能满足导弹各自不同的视场约束要求,且通信负担较小。仿真结果表明,多导弹协同制导实现了对目标的齐射攻击,飞行过程中各导弹能始终锁定目标。     

Design of PID Controllers System with Multiple of Anti-aircraft Artillery Servo Performance Specifications

A novel design method for determining the proportional-integral-derivative（PID） controller gains of an anti-aircraft artillery servo system with multiple performance specificauons based on a particle swarm optimization （PSO） algorithm is proposed. First, a performance criterion evolution function combined with the system maximum displacement settling time, rise time, overshoot, steady state error, constant velocity tracking error and sine wave tracking error is defined. Second, the optimization problem of PID controller parameters and the searching procedure of PSO algorithm are constructed. Finally, the optimal or near optimal PID controller parameters are fast and easily obtained by solving the above optimization problem on the given controller parameter space following the PSO searching procedure. The simulation results show the effectiveness of the proposed controllers.