综合系统多重递阶控制设计方法(三)空-地轰炸模态协调控制器设计方法[1]

基于综合系统的多重递阶控制结构,研究了空-地轰炸模态的协调控制器设计方法.综合系统控制结构是根据综合系统的子系统之间的功能耦合作用确定的.基于该结构,提出了航迹准稳态运动和运动解析关系组合的协调控制器设计方法.采用所提出的设计方法,基于某验证机的控制增稳系统,设计了空-地轰炸模态的综合飞行/火力控制系统.仿真结果表明,所设计的综合控制系统获得了良好的动态性能,所提出的协调控制器设计方法是可行的.     

综合系统多重递阶控制设计方法(三)空-地轰炸模态协调控制器设计方法[1]

基于综合系统的多重递阶控制结构,研究了空-地轰炸模态的协调控制器设计方法.综合系统控制结构是根据综合系统的子系统之间的功能耦合作用确定的.基于该结构,提出了航迹准稳态运动和运动解析关系组合的协调控制器设计方法.采用所提出的设计方法,基于某验证机的控制增稳系统,设计了空-地轰炸模态的综合飞行/火力控制系统.仿真结果表明,所设计的综合控制系统获得了良好的动态性能,所提出的协调控制器设计方法是可行的.     

综合系统多重递阶控制设计方法(二)空-空航炮模态协调控制器设计方法

采用多重递阶控制,研究综合控制系统的控制结构及其协调控制器设计方法.根据综合系统中各个子系统之间的功能耦合作用需求,提出综合系统多重递阶控制结构.基于该结构,提出协调控制器设计方法,即准稳态运动和运动解析关系的组合方法.采用所提出的控制结构和协调控制器设计方法,基于某验证机的控制增稳系统,设计了综合飞行/火力控制系统.仿真结果表明,所设计的综合控制系统获得了良好的动态性能,所提出的控制结构和协调控制器设计方法是可行的.     

武装直升机IFFC系统的多重递阶结构设计

传统综合飞行/火力控制系统使用飞/火耦合器或者协调控制器实现系统综合,不利于整个系统的功能解耦.针对某型武装直升机的空-地射击模态设计了基于多重递阶控制结构的IFFC系统.第一重应用H∞二自由度设计方法实现直升机三姿态通道间的解耦控制,解决姿态跟踪问题.第二重通过火控解算,向第一重提供期望的姿态角指向.该结构极大减弱了各重回路间的功能耦合.仿真结果表明,系统具有良好的作战性能和较强的鲁棒性.     

综合系统多重递阶控制设计方法研究(一)空-空航炮的机身指向火控解算方法

为了满足综合系统多重递阶控制设计方法的需求,建立了空-空航炮的机身指向火控解算方法.该方法是在期望弹丸命中目标的情况下求解机身期望指向及其变化率.在某验证机的控制增稳系统上,采用所建立的火控解算方法以及综合系统多重递阶控制设计方法,设计了综合飞行/火力控制系统.仿真结果表明,所建立的空-空航炮机身指向火控解算方法较好地满足了综合飞行/火力控制系统的设计需求,获得了良好的综合控制系统动态性能.     

综合火力/飞行控制系统的分析与设计

本文利用经典控制与现代控制理论相结合的方法,分析、设计了一种复杂的时变非线性随机控制系统——空一空射击模态的综合火力/飞行控制(IFFC)系统。文中给出了飞行控制系统的构成与设计结果,建立了一种基于惯性座标系的指挥仪型火控解算模型,讨论了火飞耦合控制律的构成特点,设计了目标状态估值的卡尔曼滤波器,最后进行了整个IFFC 系统的数字仿真。大量仿真结果,特别是空战状态下飞机倒飞机动模态的自动进入和退出,表明了本文所设计的IFFC 系统具有良好的性能和一定的实际意义。     

车辆悬挂系统的主动优化控制器设计及仿真

基于特征结构配置参数化结果,提出了车辆悬挂系统的主动优化控制器设计方法。该方法直接基于车辆悬挂系统的参数矩阵,便于工程应用。车辆悬挂系统的仿真实例表明所提主动优化控制器设计方法简单且有效。     

综合火力/飞行控制技术

综合火力/飞行控制技术是实现武器系统自动攻击的关键技术之一.在阐述IFFC系统工作原理及组成部分的基础上,研究了空空机炮、空空导弹、空地攻击等不同攻击模态下采取的设计方法;阐明采用耦合控制器衔接火控系统与飞行控制系统的设计方法的缺点,论述了综合火力/飞行控制系统设计应以功能综合核心,由顶层向下整体的设计思想,使火控解算...     

飞控系统鲁棒模糊控制器设计的新方法

通过对飞控系统模型特点的分析,以及模糊控制稳定性条件的深入研究,基于线性T-S模型的模糊控制系统稳定性条件,建立了飞控系统的线性T-S模糊模型,并利用现代控制理论中的状态反馈方法,结合并行分布补偿(PDC)的思想,借助求解一组线性矩阵不等式(LMI)等设计了一种模糊控制器,所设计的控制器能保证闭环系统的全局渐近稳定,并具有较好的鲁棒性.以一个仿真实例验证所设计的模糊控制器的鲁棒性.该方法对于飞控系统鲁棒控制律的设计、故障诊断、控制系统重构具有一定的参考意义.     

临近空间驻留飞艇模糊变结构姿态控制方法

针对临近空间驻留飞艇姿态运动的非线性、耦合和不确定等特点,提出了一种模糊变结构解耦控制方法。首先,推导了定点模式下飞艇的姿态运动方程,通过选取状态向量和控制向量,将其描述为非线性系统。然后,采用反馈线性化方法将非线性姿态控制系统输入输出解耦为三个通道的线性子系统;利用滑模变结构控制对参数摄动的不变性设计了定点姿态控制系统,并应用Lyapunov理论证明了系统的全局稳定性;为提高控制性能,以变结构控制的滑模面及其变化率为模糊控制器的输入,以趋近律参数为模糊控制器的输出设计了模糊变结构控制器,通过模糊规则在线调整控制律参数。最后,对具有参数不确定的姿态控制系统进行了数值仿真,验证了控制方法的有效性和鲁棒性。     

基于RTX的船用六自由度运动稳定平台控制系统的工程应用

以实际应用为背景,介绍了六自由度运动稳定平台的机械结构及其控制系统的设计过程.采用"双速度环串级控制结构"设计了三轴陀螺稳定平台控制器.针对三轴仿真转台和三轴陀螺稳定平台实时控制的要求,讨论了基于RTX的实时控制系统设计和实现方法.测试结果证明,基于RTX的六自由度运动稳定平台控制系统达到了系统的设计指标,实时性高、工作稳定可靠.     

空—空综合火力/飞行控制系统(IFFCS)的设计

本文研究综合火力/飞行控制系统的设计问题,在国内首次提出了一套设计空——空IFFC系统的比较系统有效的方法。本文成功地建立了IFFC系统设计中所涉及的诸子系统的模型并根据设计需要进行了简化,从而得到了一组比较合理的,具有纵侧分离性质的线性模型。为了使所设计的系统在各种限制下具有良好的动态性能,同时也为了控制规律设计与实现的方便,本文根据模型特点,提出了控制系统抗干扰设计的“强可控/弱可控”子系统分离设计的方法,这一方法是适用于一类线性系统设计较为一般的方法,它在IFFC控制器设计中的应用大大简化了调参规律并较好地解决了控制大小限制与Robust性的矛盾。整个设计对Robust性给予了充分的重视,文中给出了线性系统在非线性时变摄动下保持稳定的一个摄动界,利用这一结果研究了系统的时变摄动下的Robust性。仿真结果表明本文提出的方法设计的系统具有良好的Robust性和满意的时域特性。     

基于特征结构配置的车辆主动悬架控制器设计

基于特征结构配置参数化方法,提出了车辆主动悬架控制器设计方法,其目的是设计一组状态反馈控制器,使得闭环结构系统具有希望极点和特征向量。该方法提供的自由参数,可用来满足系统的鲁棒性能等指标。该方法直接基于车辆悬架系统的参数矩阵,故便于工程应用。对车辆悬架系统进行仿真分析,结果表明该设计方法简单有效。     

综合火力/飞行控制空对空射击模态研究

本文对综合火力/飞行控制空对空射击模态进行了理论上的探讨。建立了综合火力/飞行控制系统的数学模型;进行了侧向耦合控制器的设计;并对所设计的系统进行数字仿真,仿真结果表明整个系统具有良好的性能。     

MAV飞行控制器的μ综合设计方法

从MAV飞行控制系统的基本组成出发,讨论了MAV飞行控制器设计的性能评估准则、鲁棒性评估准则、安全性评估准则和控制能量准则。重点研究了在MAV质量、展长、质心位置、飞行速度和气动计算误差等参数摄动情况下的线性化建模方法,由此建立了MAV的Δ-P-K结构,求取了广义被控对象的传递函数矩阵,进一步讨论了利用μ综合手段进行MAV飞行控制器设计的方法和步骤。     

综合火力/飞行控制空对地模态研究

本文对综合火力/飞行控制系统空对地模态进行了研究,讨论分析了火飞系统的建模、设计、仿真等问题。本文成功地建立了IFFC系统设计所涉及的诸子系统的模型并根据需要和模型特点进行了简化,得到了一组具有纵侧分离性质的火飞设计模型。采用二次型渐近设计方法,设计了两种类型的飞行控制系统。为使所设计系统具有良好的动态特性与实现的方便,根据模型特点,采用了降低系统灵敏度和鲁棒跟踪控制器综合设计方法,提高了系统的鲁棒性,降低了系统的灵敏度,避免了调参和自适应调整的复杂结构。仿真结果表明本文采用的设计方法十分有效,手动/自动状态模拟表明,采用IFFC改善提高了系统性能,提高了系统的作战效率。     

基于最优制导模板的神经网络预测制导方法

针对传统预测制导方法中高精度制导与快速实时解算之间的矛盾,提出了一种基于最优制导模板的神经网络预测制导方法。该方法采用基于高置信度飞行器运动模型仿真计算预测弹道落点,利用优化理论进行迭代解算制导变量,以此为基础离线生成样本数据;通过选择合适的多结构模态神经网络,进行基于调度管理的神经网络训练,完成神经网络控制器的设计。针对CAV进行了算例设计,结果表明:该制导方法在线计算量少,制导解算速度快,制导精度高,综合性能远优于传统的预测制导方法。     

基于神经网络的离散变结构控制系统

系统研究了基于神经网络的离散变结构控制系统设计方法,提出了几种具体设计方案.神经网络的引入可以使滑模(变结构)控制具备学习与自适应能力,使控制信号得以柔化,从而能够减轻或避免困扰常规滑模控制器的抖振现象,改善控制效果.     

飞行器执行机构故障的鲁棒容错控制器设计

针对具有冗余操纵机构飞行器的执行机构故障,提出了一种主控制器加补偿控制器的鲁棒容错控制器结构。两个控制器可分开单独设计。系统无故障时,仅主控制器作用,保证被控系统具有较高的性能;系统发生故障后,启用补偿控制器,在保证闭环系统稳定的前提下尽可能地补偿故障对系统造成的影响。控制器可以兼顾系统的性能鲁棒性和容错性,可作为自修复飞行控制系统中的应急控制律。采用PID基于扩张状态观测器的故障补偿的方法实现了该控制器结构。最后,以飞机方向舵卡死故障为例,验证了该控制器的正确性和有效性。     

一种微型双轴转台控制回路的H∞设计方法

针刘微型双轴转台伺服控制系统的特点,提出一种H∞混合灵敏度PS/T设计方法,探讨了性能权函数和鲁棒稳定权函数的确定方法,并对设计的控制器进行了仿真对比分析.结果表明:H∞控制系统具有更好的伺服性能和鲁棒稳定性.