“智能科学与技术”专业自动控制理论课程教学研究

＂智能科学与技术＂并不同于控制工程或其它电子信息专业,该专业的控制理论教学应适应专业本身的特点以及所属大学的培养目标。结合北京信息科技大学的实际情况,对典型高校自动控制理论课程的设置进行了分析,并探讨了＂智能科学与技术＂专业自动控制理论课程的教学改革问题。     

全捷联微小型弹药制导分析与设计

对全捷联微小型弹药制导问题做了系统性分析,提出了两级助推分段制导方案;研究了微小型弹药动力学模型,结合微小型弹药的特点建立了其纵向通道模型;分析了全捷联体制下制导信息获取问题,应用角速率解耦方法获取制导信息;结合动力学模型和制导信息编写了仿真程序,应用程序制导与比例导引制导设计了制导方案,完成了全捷联微小型弹药的制导设计。通过数值仿真验证了分段制导方案的可行性,为微小型制导弹药设计提供了理论基础。     

基于分数傅里叶域信号处理的迈克尔逊干涉法测量波长北大核心CSCD

建立了迈克尔逊干涉法测量波长所得条纹图的数学模型,揭示了其线性调频信号(chirp信号)特性,提出了基于分数傅里叶变换信号处理方法对迈克尔逊干涉条纹进行处理,实现了激光波长测量。实验结果表明:该测量方法具有可行性,对于波长范围为400~635 nm的激光,波长测量的平均相对误差约为0.39%。在干涉条纹图被高斯白噪声污损情况下,波长测量的平均相对误差仍然小于1%。     

固定推力和总冲约束的高空飞行器姿态控制

针对执行器为固定推力的喷气反作用装置的高空飞行器姿态控制问题,以推力总冲最小为约束,以Lyapunov稳定性和滑动模态可达性为要求,选择线性和指数函数复合的切换函数,设计了一个实例系统的控制器。系统姿态和姿态机动过程的仿真结果表明,该设计能消除系统参数变化以及干扰力矩的影响,并能准确调整姿态。     

全捷联小型弹药制导系统设计

围绕适用于小型无人机、单兵等平台的微小型弹药制导化需求,提出了基于捷联导引头和捷联惯导的全捷联制导控制方案。针对全捷联体制无法直接提供有效制导信息的问题,导出了惯性视线速率的理论方程及滚转稳定条件下的实用形式,设计了非线性微分器以实现稳定的视线信息数值微分。给出了作为内回路的PI 校正两回路过载驾驶仪。分别进行了机载平台和单兵发射的仿真。结果表明:全捷联技术可以有效解决小射程条件下制导弹药的小型化、精确化,多约束条件下的制导控制系统设计是应用的关键。     

基于三角形收缩法改进的分数傅里叶变换估计牛顿环参数北大核心CSCD

针对分数傅里叶变换用于牛顿环参数估计时速度较慢的问题,通过分析牛顿环条纹图分数傅里叶域幅值最大值与相应旋转角的分布规律,提出基于三角形收缩法改进的分数傅里叶变换进行牛顿环参数估计的方法。实验结果表明:该方法具有可行性,对于图像尺寸小于640×640 pixels的条纹图,处理所需时间<1 s,随着图像尺寸增加,条纹图中包含的条纹数目增加,曲率半径估计值相对误差降低,而处理时间仍可满足工程实际需求。以处理1080×1080 pixels的图像为例,估计值相对误差为0.001%,处理时间为3.31 s。该方法估计720×720 pixels高斯噪声污损的牛顿环干涉条纹图像平均用时1.28 s,约为传统分数傅里叶变换用时的1/700。     

全捷联制导弹药制导律设计

针对采用捷联导引头的制导弹药受视场范围约束和末端角约束的制导问题,利用偏离追踪制导与圆弧制导相结合的方法,设计了满足多约束条件的制导律;通过研究并简化导弹的运动模型,利用视角控制与碰撞几何原理,获得了制导指令与视角控制指令;并通过数值仿真验证了该制导律的可行性,为全捷联制导弹药在多约束条件下的制导方案提供了理论基础.     

考虑目标主动防御的空地弹药微分对策制导

针对攻击弹如何在地面目标发射防御弹的情况下对目标进行有效打击的问题,建立了三方博弈交战运动学模型,构造了融合脱靶量和需用过载的目标函数,提出了一种考虑一阶自动驾驶仪动力学的微分对策制导律。在防御弹采用三点法制导拦截的前提下,分别对攻击弹以比例导引和微分对策制导的制导策略进行仿真验证,最后通过分析过载约束和终端条件证明了所提方法的有效性。