H∞控制在机载光电跟瞄系统中的应用

机载光电跟瞄系统是一个受多种干扰影响的高阶复杂系统,其对系统的鲁棒性和抗干扰能力要求很高.H∞控制的特点是鲁棒性好,因此在对机载光电跟瞄系统研究的基础上,以方位回路的稳定控制为例建立数学模型,应用H∞控制和Kalman滤波相结合的方法设计控制器.仿真研究表明H∞控制器的控制效果良好,特别是模型参数摄动又有多种干扰作用时,性能虽稍有下降,但仍能有效跟踪.     

制导炸弹滚转通道混合灵敏度鲁棒控制器设计

制导炸弹在大空域飞行过程中受到外界干扰和未建模摄动都较大,为了适应较大摄动,采用混合灵敏度方法来设计鲁棒控制器.首先推导了包含S/T/R的广义受控对象的状态空间模型,将混合灵敏度问题化为标准H∞问题.然后针对混合灵敏度问题中如何选取权函数的关键性问题,讨论了权函数选取的一般原则,提出了权函数选取的一般方法,并尝试给出权函数的一般形式.最后采用该方法对制导炸弹滚转通道进行了控制器设计,仿真结果表明:H∞控制器有较好的鲁棒性能,且比传统PID控制有更好的时域性能.     

无人机混合PID/H∞鲁棒着陆控制器

无人机在进场着陆过程中模型参数发生摄动,存在低空大气扰动和外界不确定性干扰等因素.基于无人机自动着陆性能要求,内环利用线性矩阵不等式凸优化方法,将鲁棒H∞控制转化为标准H∞控制处理,外环采用PID控制航迹,实现系统着陆轨迹的精确控制,有效抑制风干扰及外界不确定性干扰.所设计的控制律在顺风着陆和逆风着陆下分别进行仿真验证...     

基于变结构的反鱼雷鱼雷双滑模制导律

通过反鱼雷鱼雷(ATT)与目标鱼雷在两个平面内的投影的相对运动方程,推导了处于同一平面的两个投影的视线角变化状态方程,并分别采用变结构控制策略设计控制器,使得同一平面两个投影间的视线角保持恒定,达到ATT精确命中目标的目的。理论推导和仿真结果表明:所设计的双滑模控制器能够保证ATT与目标的视线方位角和视线高低角保持恒定,ATT精确命中目标,且对目标机动和参数测量误差具有强鲁棒性。     

基于粒子群算法的H_∞混合灵敏度控制研究

针对步进电机存在负载摄动和失步超步问题,提出了一种基于粒子群优化算法的混合灵敏度设计方法。在H∞混合灵敏度约束下,采用粒子群算法寻找能够反映系统特性的适应度函数最优值,在搜索到合适的加权阵基础上,利用Matlab得到了H∞最优控制器,并利用优化控制器对步进电机进行控制仿真实验。实验结果表明：该系统具有响应快速平稳、抗负载扰动强等特点。     

倾斜转弯无人水下航行器H_∞鲁棒控制策略

针对倾斜转弯无人水下航行器的控制系统是横滚、俯仰、偏航三通道强耦合非线性系统这一特点,首先建立了三通道控制问题加权性能结构模型,并研究了权函数的选取;然后,设计了H∞鲁棒控制器,并进行降阶处理;最后,进行了仿真验证。仿真验证表明:该设计方法能有效克服各通道的交叉耦合作用,可以满足倾斜转弯无人水下航行器的控制设计要求。     

线性连续Markov参数跳变系统满意控制

针对Markov参数跳变的线性连续系统,研究区域极点/H∞指标的满意控制问题,利用Lyapunov稳定性理论及代数Riccati矩阵不等式技术进行满足区域极点、H∞约束指标的满意控制器设计,并利用线性矩阵不等式(LMI)方法进行优化、设计相应的反馈控制。最后以经历三次Markov参数跳变的直升机模型进行模拟仿真,验证相关结论。     

多时滞不确定线性系统H∞鲁棒稳定控制

研究了多时滞不确定性系统的鲁棒稳定和H∞控制器.给出了系统结构参数为约束不确定性情形的控制器设计结果.该结果建立在业已成熟的线性矩阵不等式(LMI)解技术基础上,用MATLAB工具包很容易求解.     

H∞控制理论在雷达导引头伺服系统设计中的应用

基于鲁棒控制理论对雷达导引头伺服系统进行综合与分析,在建立系统状态空间模型的基础上,将雷达导引头伺服系统的综合问题归结为标准的H∞控制问题,通过求Riccati不等式的对称正定解得到H∞/混合灵敏度控制器,以保证系统的鲁棒性;同时,分析了采用H∞控制器的系统性能.仿真实验结果表明,用该方法设计的控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定效果,满足对雷达导引头伺服系统控制的要求.     

火箭助飞鱼雷发控及弹道仿真

针对水面舰艇反潜武器系统研制、火箭助飞鱼雷作战使用研究中对助飞鱼雷的仿真需求,重点研究了助飞鱼雷发射控制仿真方法和空中弹道仿真方法,突破了不同工况不同射程下发动机关机时间建模技术、保证大范围飞行一致性的火箭自适应控制器设计技术。应用表明,所形成的助飞鱼雷武器通道仿真模型能有效模拟助飞鱼雷从发射控制到弹道航行到命中目标的全过程以及作战效果,能够支撑助飞鱼雷发控算法研究以及作战使用研究。     

尾流自导鱼雷带角射击弹道仿真

为简化指控系统解算流程,缩短指控系统解算尾流自导鱼雷带角射击参数时间,为后续的鱼雷模拟器的软件研制提供实现手段,提出在尾流自导鱼雷有利提前角射击弹道的基础上进行二次转角航行的改进的尾流自导鱼雷带角射击模型。依据尾流自导鱼雷射击原理,结合有利提前角射击和二次转角射击,对所提出的模型及其约束条件进行了分析与推导,简化了鱼雷带角射击参数的解算。深入分析了尾流自导鱼雷带角射击逻辑,提出采用面向过程设计方法对模型进行仿真,经过对仿真输出图形和仿真数据的分析,验证了所提出模型的准确性。     

传感器失效的飞控系统完整性控制器设计

从提高新一代战斗机可靠性和性能出发,提出对飞控系统传感器失效具有完整性的鲁棒容错控制器设计方法.采用状态观测器理论和H∞鲁棒控制理论相结合的方法,针对已知故障设计的控制器,在传感器正常和故障两种情况下,既保证闭环系统的鲁棒稳定性,又保证了闭环系统对于外界干扰具有要求的H∞范数指标.以某型战斗机为算例,考虑俯仰角速率传感器失效和阵风干扰,进行控制器设计,仿真结果验证该方法的正确性和有效性.     

LOS稳定系统H∞优化设计

基于H∞混合灵敏度优化控制对坦克装甲战车瞄准线双轴稳定系统进行了设计.针对双轴稳定瞄准线系统高精度、宽频带控制要求,采用H∞范数作为性能指标,结合经典控制经验,讨论了混合灵敏度设计的加权函数选择问题,给出了具体选取原则.仿真结果证明了控制器设计的有效性.     

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.     

导弹自动驾驶仪控制算法鲁棒性研究

以某型轴对称导弹为研究对象,在解耦和线性化的情况下,得到简化的数学模型。通过求解线性矩阵不等式(LMI)设计了状态反馈H∞控制导弹自动驾驶仪,采用模糊和变论域理论设计了变论域模糊PID控制自动驾驶仪。考虑飞行过程中的干扰、气动参数摄动,对两种自动驾驶仪的控制性能进行对比研究,仿真结果表明,二者皆能实现对导弹制导指令的有效跟踪,其中状态反馈H∞控制设计的自动驾驶仪在指令跟踪的快速性、准确性和抗干扰性上具有明显的优越性。     

基于H∞控制的火炮电液伺服系统研究

针对某火炮电液伺服系统存在数学模型的不确定性和较大干扰力矩的特点,用H∞控制方法设计了两自由度控制器,它能在保证系统鲁棒稳定性的同时确保系统的瞬态性能指标,仿真结果表明该方法对参数不确定性和外部干扰力矩具有很强的鲁棒性.     

仿生机器鱼运动学参数优化选择的试验方法研究

建立了仿生机器鱼在一维稳态游动时的运动学数学模型;运用遗传算法对该模型中的运动学参数如何进行优化选择和组合进行了试验研究,并提出了试验的模型和方法.该模型对于开展包括鱼雷在内的无人水下航行体的推进技术研究有较大的参考意义.     

鱼雷非线性姿态系统的自适应反演控制

以鱼雷姿态角为输出量,将鱼雷非线性模型转换为输入输出动态和内部零动态两个部分.通过数值计算,确定了零动态的稳定性.对输入输出动态设计了反演控制律,将参数自适应调整与变结构控制相结合,简化了切换函数的设计.仿真结果表明,所设计的控制方法消除了模型参数扰动的影响,使鱼雷姿态角具有良好的控制效果,同时使非线性模型中的其他状态变量保持稳定.     

模糊时滞系统控制器依赖于状态时滞的H∞控制

针对一类非线性时滞系统，研究了该系统基于T—S模糊模型的H∞控制器设计问题。采用线性矩阵不等式LMI的方法，设计一个依赖于状态时滞的模糊控制器，得到了系统存在模糊控制器的充分条件，此充分条件等价于一类线性矩阵不等式的可解性，最后通过仿真说明了控制器的有效性。     

基于鱼雷航程实时预报的潜射线导鱼雷可攻性判断

针对新型潜射线导鱼雷可攻性判断的决策需求,在分析传统的鱼雷可攻性判断方法不足的基础上,提出以鱼雷航程实时预报作为线导鱼雷可攻性判断的决策依据.并对线导方位导引法进行了深入分析,给出了概略目标运动要素情况下鱼雷航程实时预报的解析模型,该模型可实时预报线导鱼雷航程和鱼雷线导段航行时间.经大量仿真计算验证.解析模型预报结果作为鱼雷可攻性判断依据是具有合理性的,该方法能较好地满足线导鱼雷攻击决策的需求.