直接侧向力与气动力复合控制导弹脱靶量分析

大气层内姿控式直接侧向力控制导弹末制导系统存在气动力控制与复合控制之间的切换,在这种特殊情形下引入有限时间广义H2方法进行脱靶量分析.根据复合控制导弹末制导系统数学模型,研究了切换情形下的零效脱靶量与制导系统关键参数之间的关系,分析了直接侧向力启控时间、有效导航比、修正比例导引系数以及目标估计环节时间常数对零效脱靶量的影响.分析结果为制导末端直接侧向力启控时间的确定和修正比例导引律参数的选择提供了有力依据.     

多传感器交互式多模型系统中数据融合的一种算法

交互式多模型Kalman滤波器是一种基于“软切换”的机动目标跟踪方法，该方法在多目标跟踪系统中取得了良好的效果。本文提出了一种基于方差范数最小意义下的多传感器交互式多模型信息融合方法，并通过仿真验证了该方法的有效性。     

某型六自由度运动系统误差建模

基于多体系统运动学理论的基本原理,结合六自由度运动系统,阐述了多体系统的拓扑结构,分析了多体系统有误差运动的基本规律,推导了特征矩阵构建方法,研究了根据特征矩阵得到六自由度运动系统空间误差模型.本方法可为其他类型的多自由度运动系统的误差建模及误差补偿提供理论参考.     

位置伺服系统量化效应引起的振荡问题

针对位置传感器量化非线性造成的位置伺服系统极限环振荡问题,研究了在量化非线性和死区非线性共同作用下系统趋于稳态时的特性。采用单回路多非线性系统的描述函数方法给出了振荡时力矩死区同位置传感器量化阶之间的关系,并求得了能使系统镇定的死区范围,提出了以伺服误差的方差作为评价指标的寻优判据,采用数值方法解得使系统镇定的最小死区。仿真结果表明,在量化非线性和所求得的最小死区共同作用下,原有位置伺服系统在稳态时可以避免振荡。     

仿真转台系统非脆弱鲁棒控制器设计

针对被控对象和控制器同时摄动时的鲁棒控制问题,基于H∞混合灵敏度理论,提出了仿真转台控制系统的非脆弱鲁棒控制器设计方法,研究了采样周期波动引起的控制器不确定性,给出了不确定加权函数的获取方法。将控制器不确定性转化为广义对象的不确定性,通过修改广义对象不确定性权函数和性能权函数,将非脆弱鲁棒控制设计问题转化为H∞混合灵敏度设计问题,采用单纯形方法,对H∞性能指标约束寻优得到非脆弱鲁棒控制器参数。仿真结果表明,当系统负载增加10％和采样周期波动0．2ms时,系统仍满足频响要求且控制量不饱和,证实了非脆弱鲁棒设计方法是有效的。     

捷联成像导引头相关跟踪算法研究

捷联式成像导引头的光学探测基准随弹体姿态运动而动态变化,其目标图像的运动形式呈现复杂的非线性时变特性,传统扩展卡尔曼滤波(EKF)方法难以有效地针对目标运动模型进行波门设置及视线估计。为此,本文首先建立了以目标机动在惯性成像坐标系内的投影为输入,弹体姿态信息作为时变参数的目标帧间运动模型,并在此基础上提出了一种新的相关跟踪算法。该算法通过应用中心差分卡尔曼滤波( CDKF)理论有效解决了成像跟踪中的波门设置问题,提高了目标位置的估值精度,同时提出一种改进的变尺寸模板更新策略,抑制了目标图像的形变和模板漂移对匹配精度的影响,进一岁提高了系统的跟踪的精度,并通过仿真验证了算法的良好跟踪性能。     

位置伺服系统滑模补偿器设计

在位置伺服控制系统中,古典频域校正方法虽可有效地针对系统频响要求进行控制器设计,但各种干扰力矩的存在,严重影响了系统的性能.依据原有的频域校正控制器导出滑模切换面,给出了满足系统频响要求的滑模补偿器设计方法,在有效地克服干扰力矩影响的同时,又保证了系统动态频响性能,并已成功应用于某型飞行仿真转台的控制系统中.     

带有逆向力补偿的Stewart平台自适应鲁棒控制

针对Stewart平台复杂的动力学特性以及参数不确定性,提出了带有逆向力补偿自适应鲁棒控制方法.依据对平台动力学特性的分析,采用Lagrange方法建立了上平台的前向动力学模型,同时利用Newton-Euler法对六连杆部分的动态特性进行逆向力补偿,得到了具有机械系统物理特征,且形式简单的误差动态系统.针对上平台参数摄动、逆向力补偿残量以及未建模动态等各种不确定性,依据耗散性理论设计自适应鲁棒控制器.由于平台动力学方程中形式最为复杂的六连杆动态特性被有效地加以补偿,从而控制器中动力学计算部分得以简化.平台动力学方程中上平台部分物理特征明显,可以方便地构造出合适的李雅普诺夫函数.仿真结果验证了该方法的有效性和分析的正确性.     

带有间歇辅助测量的机动目标被动跟踪

大气层外拦截器一般采用红外成像导引头,只能测量弹一目之间的视线角.为了得到先进导引律所需要的弹一目相对距离、相对速度等信息,对被动跟踪的方案、滤波方法进行了研究.首先在给出被动跟踪问题描述的基础上,分析了提高机动目标被动跟踪问题可观性的途径,提出了带有间歇辅助测量的协同跟踪方案.其次.结合大气层外目标的运动特点,建立了机动目标模型,并给出了考虑间歇辅助测量的IMM滤波方法的流程.在滤波中应用了直角坐标系和改进极坐标系,并且给出了二者之间的相互转化关系.考虑到两个坐标系各自的特点,时间更新在笛卡尔坐标系进行,测量更新在改进极坐标系中进行,避免了由于非线性特性引起的滤波性能下降问题.最后,给出了不同测量噪声水平下的仿真结果,结果表明:即使辅助测量存在较大的测量噪声,提出的方法仍然有效.     

共孔径红外/激光双模成像导引头系统研究

针对巡航导弹以及各种对地攻击的灵巧炸弹的末制导段．提出了一种共孔径红外／脉冲激光（IR／Ladar）双模成像导引头系统设计方案,可用于对地面固定目标和各种可重定位（Relocatable）目标进行精确地识别和跟踪。该系统采用了被动红外和主动脉冲激光两种成像模式．以被动红外成像来辅助导引头对目标的搜索和捕获．以主动激光雷达成像来完成对目标的精确识别和跟踪．并且被动红外与主动激光成像系统共用一套光学系统,这样既满足目标搜索和捕获阶段的大探测视场的要求,又满足了目标识别跟踪阶段的高分辨率要求。