超声速无尾飞行器最小阻力增量控制分配方法

针对超声速无尾飞行器操纵面冗余度高、舵效非线性强、超声速巡航阻力大的问题,提出了一种最小阻力增量控制分配方法。在增量非线性控制分配框架下对超声速无尾飞行器的控制分配问题进行重构,然后在操纵面幅值与速率约束下,构建增量形式“分配精度-阻力”混合优化目标,并使用有效集二次规划求解,形成了一套完整的最小阻力控制分配方法。在超声速巡航条件下进行仿真,结果表明该方法可有效分配虚拟控制指令,减小飞行阻力。     

未来作战系统将采用有限的机器人技术

美陆军未来作战系统(FCS)将采用有限的机器人技术,并可能采用有人操纵的直接射击和传感器平台。 一些机器人技术和无人操作系统,特别是地面和空中系统,在FCS中有巨大的应用潜力。陆军反复强调的网络中心战将使用机器人直接射击、间接射击、传感器和有人操纵指挥部以及由控制平     

基于MATD的高超声速飞行器反演控制

针对高超声速飞行器弹性体模型,提出了一种基于改进的反正切跟踪微分器(MATD)的鲁棒反演控制器。将控制系统分为高度和速度子系统,采用反演方法设计虚拟控制量和实际控制量。引入MATD对高阶系统虚拟控制量求导,避免了传统反演方法"微分膨胀"的问题。基于MATD设计干扰观测器,对模型不确定项进行精确估计,增强了控制器的鲁棒性。最后,通过实例仿真验证,该控制器对速度和高度指令具有很好的跟踪效果,且具有较强的鲁棒性。     

纯方位目标运动分析的离散时间可观测性和可估计性分析

目前,纯方位跟踪(BOT)的可观测性分析仍然是重要的学术研究课题。与以前的连续时间分析研究不同,我们的研究依赖于离散时间分析。而且还允许我们直接而有效地使用简单的线性代数公式系。使用直接方法,可观测性分析实际上简化为子空间范围的基本研究。虽然这种方法在概念上是相当直接的,但随着源相遇情况复杂性的增加,它会变得越来越复杂。对于复杂情况,由于直接使用多重线性代数方法,对偶方法可能体现某些基本优点。因此得出关于机动源的BOT可观测性的新结果。继而可将可观测性分析扩展到源速度变化的未知时刻。 尽管可观测性分析使我们能更充分地了解BOT问题的代数结构,但观测者机动的最优化实际上是一个控制问题。基本代数研究证明这种控制问题的相关成本函数是费歇尔信息矩阵(FIM)的行列式。因此大部分工作集中在对这个成本泛函的分析上。使用多重线性代数给出了这个泛函的一般近似。这些近似结果表明最感兴趣的事仅涉及到直接可估计参数,即源方位变化率。用这些近似,可导出最优化观测者轨迹的一般框架,这允许我们近似最优控制序列。值得强调的是我们的方法不需要有关源轨迹参数的知识且对机动源仍然有效。     

导弹制导控制与目标杀伤

采用协方差分析描述函数技术 (CADFT)对寻的导弹的制导精度进行了研究 ,提出了空气动力控制、直接侧向力控制的寻的导弹飞行末端的制导精度的一种新的解析模型 ,并研究了导弹直接碰撞杀伤目标的必要条件 ,该理论研究成果具有简单、实用、精度高的特点 ,为寻的导弹制导控制特性研究和揭示寻的理论普遍规律提供了一种新途径     

基于改进虚拟磁链的储能变流器直接功率控制

传统整流器的接入会给电网带来大量谐波和无功污染,为了削减电网侧的电压谐波分量,提高储能电源充电系统的功率因数,提出一种基于改进虚拟磁链的储能变流器直接功率控制方法。根据瞬时功率理论,建立三相电压型整流器(VSR)的功率数学模型,在虚拟磁链定向的直接功率控制(Virtual Flux Oriented-Direct Power Control,VFO-DPC)的基础上,对虚拟磁链观测器进行优化,在VFO-DPC系统中引入空间矢量调制模块取代开关表,通过空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)算法构建开关频率固定的VFO-DPC-SVM控制系统来解决传统DPC控制开关频率不固定、采样频率要求高的缺点。仿真实验结果表明,采用改进控制方法的储能变流器具有良好的动态特性和更强的鲁棒性,输出的直流电压稳定,系统实现单位功率因数运行。     

模糊综合评判在装备操纵手遴选中的运用

装备操纵手的选拔是部队一项经常性的重要工作,它对于更好地发挥武器装备技术性能,提高部队战斗力有着极其重要的作用。但是,目前的操纵手选拔工作定性较多、主观随意性大,缺乏科学的理论指导。依据人机环境系统工程理论,采用模糊综合评判决策法对装备操纵手选拔工作需把握的诸因素和选拔评判过程进行建模与量化分析,得到了与实际结果相一致的结论。它的应用对于正确科学地选拔装备操纵手有重要意义。     

直接侧向力与气动力复合控制系统的反步法设计研究

研究在导弹控制中采用直接侧向力与气动力复合控制技术,以提高导弹响应过载指令的速度.针对复合控制动力学模型提出了虚拟控制的概念,采用反步法设计稳定回路的控制律,应用Lyapunov稳定性定理进行稳定性分析,按一定的原则将虚拟控制指令在舵与脉冲发动机之间进行分配.实验结果表明该方法设计的复合控制导弹能够快速的响应过载指令.     

高超声速飞行器保预设性能的反演控制方法

为了解决高超声速飞行器纵向运动模型的稳定轨迹控制问题,设计了一种在非仿射模型基础上保证预设性能的反演控制方法。对于速度子系统,直接设计非仿射控制律,保证预设性能,通过合理的变换将高度子系统转化为严格的反馈形式,便于反演控制步骤的设计。基于动态性能和稳态精度,设计了预设性能函数,将跟踪误差的稳定性限制在预设范围内,引入指令滤波器,有效克服了传统反演控制中虚拟信号重复推导的问题。控制器的设计不依赖于精确的模型。引入径向基函数来逼近过程中的未知函数,使得控制律具有令人满意的鲁棒性和实用性。基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了所有闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该控制器能够稳定地跟踪参考信号。     

军用飞机的弹射座椅

弹射座椅，是飞行员应急离机自救的重要装置，目前主要有弹道弹射座椅和火箭弹射座椅两种。在结构上通常由座椅主体．弹射操纵机构、人体约束机构、弹射动力装置、稳定减速系统和程序控制系统等部分组成。当空中发生险情，飞行员决定弃机逃生时，就会立即启动弹射跳伞手柄(拉环)，几乎在同一时刻，人体被约束定位在座椅上，弹射通道自动清除(通常是以爆破抛离舱盖的方式实现)，弹射弹点火将人椅弹出座舱后，座椅上的姿态控制系统开始工作，当人椅减速到允许开伞的速度范围内或达到预定高度时，人体约束系统释放，射伞枪射出(或稳定减速伞拉出)救生伞，人员降落。在整个弹射过程中．程序控制系统的作用是感受人椅系统的高度、速度、运动加速度等参数，选择并控制救生伞的张开时机。     

半自动跟踪系统中操纵手的两种模型比较

本文用仿真方法对半自动跟踉系统中操纵手的两种模型——最优控制模型和传递函数模型,进行了分析和比较,为高炮半自动踉踪系统仿真中操纵手模型的选择提供参考。     

基于WTK的装备维修训练虚拟现实系统建模与仿真算法

结合装备维修训练虚拟现实系统(VEMT)的研制,建立了基于WTK(虚拟现实工具包WorldToolKit)的VEMT层次结构模型和仿真场景图,并介绍了VEMT的主控模块仿真算法、场景图仿真算法、立体显示仿真算法和虚拟手抓取物体算法.     

基于虚拟参考点的AUV编队控制

针对自主水下航行器(AUV)的编队控制问题,分析了几种不同编队控制方法的优缺点,提出了一种融合了主从编队控制和虚拟结构编队控制二者优点的基于虚拟参考点的AUV编队控制新方法.该方法将AUV的水平面运动方程进行反馈线性化,得到一个二重积分系统,并将编队控制任务分为两个子任务,一是各个AUV的路径跟踪问题;二是要求所有的AUV要以期望的速度编队航行,在此基础上设计了AUV的编队控制律,并在设计虚拟参考点的位置更新时,综合考虑了编队中所有AUV的位置跟踪误差,实现了编队控制的高层协调.通过仿真试验,验证了所提出编队控制律的有效性.     

基于最优控制的翼伞路径规划

提出了一种基于最优控制的翼伞路径规划方法。该方法以提高落点精度和减少操纵量为目标,将翼伞的轨迹优化问题转变为参数优化问题,并运用改进的粒子群优化算法进行了有效的求解,得到了基于最优控制的翼伞路径规划的近似最优解。为了验证该方法的可行性,在仿真环境中同时使用了传统分段控制方法和最优控制方法。归航的计算机仿真结果表明,基于最优控制的翼伞路径规划方法提高了落点的位置精度和方向精度,同时减少了操纵量。     

基于虚拟模型控制的四足机器人对角小跑动态控制*

基于虚拟模型控制方法,根据四足机器人单腿雅克比矩阵得到支撑相与摆动相的控制法则。为实现机器人躯体的完全控制,提出了一种控制目标分解的方法,将四足机器人躯体的控制目标分解到每条支撑腿的控制上。通过构建每条支撑腿的虚拟构件,并将虚拟构件产生的虚拟力转换为期望关节力矩,从而实现支撑腿的虚拟模型控制;实时规划摆动足的运动轨迹,利用虚拟构件连接摆动腿的足端与期望的摆动轨迹,实现摆动腿的虚拟模型控制。在设定四条腿的相位轮换规律的基础上,对一个四足机器人二维平面模型进行对角小跑步态下的速度控制及抗干扰仿真试验。仿真结果证明该控制方法能够有效控制机器人躯体的高度、速度及倾角,实现四足机器人对角小跑运动的动态控制并具有一定的抗冲击干扰能力。     

四足机器人对角小跑动态控制

基于虚拟模型控制方法,根据四足机器人单腿雅克比矩阵得到支撑相与摆动相的控制法则。为实现机器人躯体的完全控制,提出了一种控制目标分解的方法,将四足机器人躯体的控制目标分解到每条支撑腿的控制上。通过构建每条支撑腿的虚拟构件,并将虚拟构件产生的虚拟力转换为期望关节力矩,从而实现支撑腿的虚拟模型控制;实时规划摆动足的运动轨迹,利用虚拟构件连接摆动腿的足端与期望的摆动轨迹,实现摆动腿的虚拟模型控制。在设定四条腿的相位轮换规律的基础上,对一个四足机器人二维平面模型进行对角小跑步态下的速度控制及抗干扰仿真试验。仿真结果证明该控制方法能够有效控制机器人躯体的高度、速度及倾角,实现四足机器人对角小跑运动的动态控制并具有一定的抗冲击干扰能力。     

一个高速度多通道——轴角/数字变换器

一、引言目前,在很多场合下,需要一种能够将产生的模拟量直接变换成数字量的模拟/数字变换设备。实际应用中,具体变换器的选择决定于输入量的形式、频率、鉴别率、仪器精度和变换速度的要求。下面所叙述的变换器是用于将雷达及某些光学观测仪器等的轴角量变换成与之对应的数字量的装置。针对系统的输入量形式,我们采用了反馈型逐位编码交流变数字方案。其原理是正切函数变换网络,也有很多文章介绍了几种成功的方法:如数字译码器式、电阻分段逼近式等。所以本文只做简单叙述,而把重点放在一些问题的解决与探讨上。如对模拟信号的处理,变换速度(包括通道切换速度)和精度的折衷,及在保证整机强的适时性能前题下如何实现多通道的变换。最后对精度加以分析与计算。     

基于支持向量机算法的虚拟脱靶量预测

为了提高防空高炮武器系统的射击精度问题,采用支持向量机(SVM)算法,建立了基于支持向量机的虚拟脱靶量预测模型,提出了预测方法,该算法可以通过对给定样本的学习,获得很好的预测未出现的样本,理论上比较科学,算法简单、易于实现,通过仿真实验验证了该算法对虚拟脱靶量预测的可用性和准确性,为火控系统精度的校正提供了一种有效的方法。     

飞机电传操纵系统控制律的神经网络实现

现代多功能战机多用电传操纵系统替代传统的机械杆系,但由于飞机的多变量、强耦合和不稳定等强非线性特点,使得其电传控制律的工程实现相当复杂.为此,对电传操纵系统控制律的神经网络实现方法进行了研究.通过利用径向基函数(RBF)网络良好的非线性跟踪性能,探讨了用RBF网络实现电传控制律的一般方法,并以某型飞机电传操纵系统纵向通道为例,对该方法进行了验证.     

新型对空虚拟射数学模型

首次建立了某新型火力控制系统对空虚拟射数学模型,不仅解决了偏差量获取的难点,还有效地消除了舰艇运动造成的射击误差。用此模型编制成的火力控制功能软件,可大大提高对空虚拟射的自动化水平和射击精度。