基于动态逆的高超声速飞行器滑模控制律设计

针对具有严重非线性、多变量强耦合以及参数不确定性等特点的高超声速飞行器模型,提出基于动态逆的高超声速飞行器滑模控制方法,设计俯仰通道多输入多输出(MIMO)系统控制律。基于反馈线性化方法对高超声速飞行器非线性模型进行处理,对系统存在的不确定性和外界干扰,采用滑模变结构控制策略进行补偿。引入非线性干扰观测器,对系统干扰进行观测,降低滑模控制项的增益,继而削弱滑模控制带来的抖振。仿真结果表明,所设计的控制律能够实现对指令信号的良好跟踪,具有较快的响应速度,能够保证系统在不确定存在情况下的稳定性和鲁棒性。     

基于反馈线性化的飞行器姿态运动的变结构控制方法研究

利用反馈线性化方法对飞行器姿态运动的非线性耦合进行了解耦,并对得到的线性化系统进行了变结构姿态控制系统设计,该控制系统具有优良的控制品质和鲁棒性。数字仿真结果进一步证实该方法的有效性。     

高超声速飞行器BTT耦合控制策略研究

针对高超声速飞行器倾侧转弯（BTT）过程中俯仰、偏航和滚动通道间的强烈耦合,提出一种耦合控制策略。首先,针对高超声速飞行器快时变、非线性和强不确定性的控制问题,基于解析形式的非线性最优预测控制方法,采用分层设计思想设计了飞行器姿态控制系统,可较好满足高超声速飞行器的快速性要求。然后,在分析了BTT飞行控制过程主要影响因素及其影响规律的基础上,提出了一种“先降低攻角—然后快速滚转—再拉起攻角”的耦合控制策略。最后,对该控制策略对于高超声速飞行器的适用性进行了仿真分析。结果表明：本文提出的耦合控制策略,有效降低了偏航通道的控制需求,降低了BTT控制过程的失控风险,提高了控制系统的可靠性。     

高超声速飞行器倾侧转弯耦合控制策略

针对高超声速飞行器倾侧转弯过程中俯仰、偏航和滚动通道间的强烈耦合,提出一种耦合控制策略。针对高超声速飞行器快时变、非线性和强不确定性的控制问题,基于解析形式的非线性最优预测控制方法,采用分层设计思想设计了飞行器姿态控制系统,可较好满足高超声速飞行器的快速性要求;在分析了倾侧转弯飞行控制过程的主要影响因素及其影响规律的基础上,提出一种"降低攻角—快速滚转—拉起攻角"的耦合控制策略。对该控制策略对于高超声速飞行器的适用性进行了仿真分析,结果表明:所提耦合控制策略有效降低了偏航通道的控制需求,降低了倾侧转弯控制过程的失控风险,提高了控制系统的可靠性。     

自主水下航行器的自适应反演变结构控制器设计

由于水下航行器是高度耦合、复杂的多输入多输出不确定性非线性系统。对水下航行器进行精确作业时的运动控制一直是其实用化过程中困扰人们的问题。将自适应反演控制技术和变结构控制策略相结合,提出了一种基于反演技术的自适应变结构控制器设计方法,实现AUV水平侧移和航向控制,并利用自主水下航行器模型进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制方法对模型不确定性和不确定环境干扰表现出良好的鲁棒性和自适应性。     

基于解耦的导弹模糊变结构控制方法

导弹在某一飞行过程中通道间存在耦合,需要通过解耦进行控制.为了节省弹载计算机的存储空间,在系统参数逐点变化的情况下,选择一些特征点进行解耦.充分考虑了系统中未解耦点处的较大残余耦合量和系统参数不确定性的情况,设计了相应的模糊变结构控制器,有效地克服残余耦合量和参数不确定性给系统稳定性带来的影响,并且也很好地抑制了变结构控制系统中存在的抖振.仿真表明,相对于传统PID控制方法,模糊变结构控制具有良好的动态性和鲁棒性.     

基于干扰观测器的高超飞行器反演多滑模控制

针对高超声速飞行器匹配/非匹配不确定性控制问题,建立了高超声速飞行器纵向运动三角标准型模型。引入非线性干扰观测器,结合反演控制解决非匹配不确定性控制问题的优势,设计了一种基于反演控制的飞行器多滑模控制器。该方法首先利用非线性干扰观测器的逼近特性对系统受到的干扰进行观测,在每一步反演设计中引入滑模控制设计反演多滑模控制器,从而实现系统对控制指令的输出跟踪。仿真结果表明该方法能够较准确地进行干扰观测,保证了系统的稳定性和鲁棒性,具有良好的控制性能。     

积分模糊变结构控制的导弹侧向自动驾驶仪设计

针对导弹侧向稳定回路这一参数大范围快时变系统,应用一种积分模糊滑模控制方法来设计自动驾驶仪.通过模糊控制和滑模控制的有机结合,并引入积分环节,使得控制输出得到连续化,避免了变结构控制所固有高频颤振现象,易于工程实现.仿真结果表明,给出的积分模糊变结构控制器,能够抑制弹体模型参数的大范围变化和外界干扰等不确定因素的作用,具有很强的鲁棒性和良好的动态性能.     

基于直\气复合的再入飞行器操纵耦合分析及鲁椿控制设计

为保证再入飞行器在剧烈变化飞行环境下的控制能力,传统单一气动舵面控制被直＼气复合控制模式取代.性能提升同时,多个参与飞行控制的执行机构之间引起的操纵耦合使系统耦合加剧.以再入飞行器为研究重点,分析了直＼气复合控制模式下的两类操纵耦合原理,建立数学模型.采用动态逆,模糊理论和变结构方法相结合策略设计鲁棒控制器.仿真结果表明该方法是行之有效的.     

某大气层外飞行器姿态控制系统的预测控制方法研究

大气层外的飞行器在姿态机动的过程中,系统呈现出很强的非线性特性,传统的线性控制方法难以直接应用.但在大气层外飞行控制的飞行器,可以在没有反馈线性化的情况下,直接将系统俯仰通道的运动,偏航通道的运动和滚动通道的运动进行分离,并将各个通道之间的耦合视为干扰,应用非线性预测控制方法对各个通道的控制律进行设计.通过仿真,结果表明了该设计方法的可行性且对扰动具有一定的适应性.     

大攻角飞行导弹控制器μ综合设计

导弹在大攻角飞行条件,由于非线性气动力和参数不确定等原因,其通道间存在强烈的耦合,经典的三通道控制器独立设计方法很难获得满意的系统性能.在设计大攻角飞行控制系统时,采用μ综合设计方法,通过仿真结果表明采用μ综合设计理论设计的控制器具有很好的鲁棒性能.     

Indirect robust control of agile missile via Theta-D technique

An agile missile with tail fins and pulse thrusters has continuous and discontinuous control inputs. This brings certain difficulty to the autopilot design and stability analysis. Indirect robust control via Theta-D technique is employed to handle this problem. An acceleration tracking system is formulated based on the nonlinear dynamics of agile missile. Considering the dynamics of actuators, there is an error between actual input and computed input. A robust control problem is formed by treating the error as input uncertainty. The robust control is equivalent to a nonlinear quadratic optimal control of the nominal system with a modified performance index including uncertainty bound. Theta-D technique is applied to solve the nonlinear optimal control problem to obtain the final control law. Numerical results show the effectiveness and robustness of the proposed strategy.     

基于不确定性理论的研制技术风险评估方法研究

分析了装备研制技术风险的含义,根据技术风险的特点建立了评价技术风险的指标体系。在技术风险度量中引入不确定性理论的概念,并建立了基于不确定性的技术风险的度量方法,对综合技术风险进行评价。最后通过实例验证了综合评价方法的可用性。     

van der Pol 振子在负反馈作用下的动力性态分析

本文从非线性振动理论和反馈控制论的角度研究了ｖａｎｄｅｒＰｏｌ振子在负反馈作用下的动力性态,用中心流形法和形式级数法分析了ｖａｎｄｅｒＰｏｌ振子的局部稳定性和Ｈｏｐｆ分叉行为,用Ｒｕｎｇｅ─Ｋｕｔｔａ法给出了仿真结果。     

基于神经网络的四轮转向车辆辨识和控制

车辆的动力学受各种非线性因素(如轮胎特性和路面状况)的影响,因此,利用两自由度线性车辆模型很难描述车辆的动力学.本文提出了一个新的基于神经网络非线性建校和控制能力的4WS控制系统.首先将车辆动力学辩识为一个RBF冈给车辆模型,然后利用该RBF网络车辆模型设计RBF网络控制器.通过计算机仿真说明了所提方法的有效性.     

零动态设计方法在鱼雷纵向运动控制中的应用

鱼雷纵向运动方程是非线性微分方程 ,非线性系统近似线性化建模方法有着不可忽视的局限性 .非线性系统的精确线性化设计方法由于其复杂性而限制了它的应用 .将零动态设计方法应用于鱼雷纵向系统 ,为解决鱼雷非线性控制系统稳定设计提供了新的途径 .     

复杂系统理论对作战实践的指导

比较研究了机械模式与复杂系统模式的两种作战系统观,分析了复杂系统的整体性、非线性、开放性、自适应性、不确定性等特点。然后,根据作战系统是一复杂系统这一基本观点,并以复杂系统理论为指导,探讨了作战中的指挥控制、进攻作战、防御作战的一些基本策略。     

控制系统设计的模型参考逆方法及其在火控系统中的应用

给出了一种基于模型参考最优化方法和逆系统设计方法的鲁棒控制系统设计方法,并将其同模型参考自适应方法和逆系统方法进行了比较。将这一方法应用于某舰炮控制系统设计的仿真研究结果表明,该方法不仅简单易行,鲁棒性强,而且具有极好的控制效果     

基于复杂网络的武器装备体系贡献度评估分析方法

根据结构决定功能的系统论观点,基于复杂网络理论对武器装备作战体系网络的拓扑结构进行了分析,构建了基于不确定性自信息量的武器装备作战体系作战效能分析模型,提出了计算武器装备体系贡献度的方法,并通过算例验证,探讨了网络结构演化及度量参数改变对武器装备体系贡献度的影响,为武器装备体系贡献度评估分析提供了技术支撑。     

不确定需求下多级备件库存系统优化模型

针对现实中备件需求量的不确定性,论文首先用模糊随机变量描述不确定需求,并通过灰集以及期望值理论表示出备件期望短缺数,然后对多级备件库存系统在不确定需求环境下的优化问题作了研究,提出了不确定性可用度的区间估计,并利用边际分析法建立了备件库存优化模型,进而对其进行优化仿真,最后对系统可用度进行区间估计,得到了不确定需求下的最优费效比曲线。该方法能够为解决不确定需求下备件库存优化问题提供新的途径。