单通道相控阵雷达及类波束形成技术

针对常规相控阵雷达的馈线网络小型化问题以及由发射高增益定向波束引起雷达信号被截获概率较大的问题,提出了一种新的相控阵雷达系统。该系统的馈线网络中仅有一个带移相器的收发共用通道,在时序控制模块的控制下贯续接入各收发共用的阵元进行发射信号馈送或信号接收,同一时刻只有一个阵元与通道连接。基于此系统提出了类波束形成的概念与技术,通过各阵元依次发射时间分集的脉冲信号形成类发射波束;各阵元依次接收这些脉冲信号并进行相干脉冲积累以形成类接收波束;并通过控制移相器的相移量以及通道切换时间形成各阵元间发射或接收的相位差进而控制类波束的最大指向。仿真分析证明了该系统能以较小的硬件规模在不形成高增益定向波束的前提下具有与常规相控阵相当的性能。     

Froude摆系统的全局有限时间同步

基于广义线性状态误差反馈控制器,构造了2个Froude摆系统的主从有限时间同步框架,并将2个Froude摆系统的全局有限时间同步问题转化为主-从系统的误差系统的全局有限时间稳定性问题;然后,应用有限时间稳定性理论证明了2个Froude摆系统实现全局有限时间同步的判据并进行了优化,同时估算了同步时间;最后,通过计算机仿真验证了所得判据的有效性。     

变论域模糊自适应滑模有限时间收敛制导律

针对拦截高速机动目标的需求,研究了一种变论域模糊自适应滑模有限时间收敛制导律。推导了导弹-目标空间拦截模型,设计了三维滑模制导律;根据有限时间收敛制导律专家的经验,采用模糊自适应控制方法对滑模制导律的非切换项进行逼近,并设计了有限时间收敛模糊控制规则;提出了一种新型变论域伸缩因子,设计了基于新型伸缩因子的变论域模糊自适应滑模有限时间收敛制导律。仿真结果表明,所设计的制导律能够使导弹准确命中目标,并能够达到视线角速率有限时间收敛,且与比例制导律相比,具有更高的制导精度和更短的飞行时间。     

舰载作战系统网络冗余切换时间高精度测量研究及实现

舰载作战系统网络采用高抗毁性的双冗余网络,网络冗余切换时间直接关系到舰艇的作战能力,是衡量舰载作战系统网络的核心指标。为了更准确地测量冗余切换时间,提高测量精度,本文针对典型的舰载双冗余网络结构,利用WindowsXP操作系统,提出一种基于RTX构建的高精度的舰载作战系统网络冗余切换时间测量系统实现,与专业测量仪器的测量结果相比,该测量系统同样能精确测量网络冗余切换时间,并具备部署方便、应用灵活的特点,对于检测、评估舰载网络性能具有重要意义。     

超混沌系统的脉冲控制与同步及其在安全通信中的应用

利用脉冲微分系统的比较系统及其稳定性定理,研究了四阶Rssler超混沌系统的脉冲控制,给出了系统渐进稳定的充分条件。通过研究2个四阶Rssler超混沌系统的脉冲同步,给出了误差系统渐进稳定的充分条件,数值模拟验证了所给结论的正确性。根据脉冲混沌安全通信系统的原理,结合笔者提出的脉冲同步律,对某一正弦信号进行了保密传输,计算机模拟结果表明了保密传输的有效性。     

约束条件下导弹姿态跟踪保性能控制

针对BTT导弹在飞行过程中模型存在较大不确定性,并且控制舵的摆角受到物理装置约束的情况,研究了在约束条件下导弹姿态跟踪保性能控制的设计问题。首先在弹道的特征点处将导弹的非线性运动瞬时线性化,将导弹看作是一个不确定线性系统,提出应用基于线性矩阵不等式的跟踪保性能控制设计姿态控制器,然后推导得到满足控制约束的充分条件,以定理的形式给出了约束条件下跟踪保性能控制存在的充分条件。最后以某型导弹的姿态控制为例,设计了其姿态的跟踪保性能控制器。六自由度仿真结果表明了所得方法的有效性和可行性。     

基于截断函数的有限时间滑模控制方法

针对一类二阶不确定非线性系统的鲁棒控制问题,提出一种基于截断函数的有限时间滑模控制算法。该算法具有以下特点:系统状态可在期望的有限时刻收敛为零;受控系统对外部扰动和参数不确定性具有全局鲁棒特性;系统状态的动态响应可解析预测;通过选择不同的截断函数可以实现对控制器性能的调节。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于弹道预测的脉冲修正弹末段控制方法

针对脉冲修正弹箭的控制方法问题,探讨了一种基于快速弹道预测的弹道末段控制方法.在一定假设下,对三自由度质点弹道方程组进行解析求解,得到一组精度较好的弹道诸元解析模型;基于该解析模型,提出一种通过估算剩余飞行时间进行快速弹道预测的方法;在此基础上,提出了适配的脉冲控制参数(脉冲作用方位、脉冲作用个数)的确定方法.以某脉冲修正弹为研究对象,采用Monte Carlo打靶法,在一组相同扰动源条件下分别对无控和有控弹道进行了数值仿真.仿真结果表明:该控制方法可有效提高脉冲修正弹的落点精度,有控落点圆概率误差比无控落点圆概率误差减小80％以上.     

导弹撞击角度与飞行时间两阶段控制制导律

为了实施饱和攻击,需要对撞击角度与飞行时间同时进行控制。通过一种导弹撞击角度与飞行时间两阶段控制制导策略实现导弹撞击角度与飞行时间控制。第一阶段:基于切换滑模思想在纵向通道内对导弹飞行时间进行精确控制,侧向通道制导指令采用传统的纯比例导引律。第二阶段:切换到含重力补偿轨迹调节最优制导律对撞击角度进行精确控制,与显式制导不同,该制导律显式包含重力补偿项。设计数值仿真验证撞击角度与飞行时间两阶段控制制导方法的有效性,仿真结果表明,所给出的撞击角度与飞行时间两阶段控制制导方法能够实现撞击角度与飞行时间的同时控制。     

轮式移动机器人有限时间镇定控制器设计

主要研究了单链链式系统的有限时间镇定问题。通过探讨n维链式系统的潜在线性结构,将其分解成一个标量子系统和一个n-1维线性时变子系统,并证明了该时变子系统在具有时变函数系统矩阵时的能控性。在此基础上,采用分段控制策略,基于终端滑模控制理论设计了不连续反馈镇定控制律,实现了系统的有限时间镇定。最后将该结论应用到非完整轮式移动机器人,仿真结果验证了方法的正确性。     

基于扩张观测器的三维有限时间收敛导引律

为了保证视线角速率在弹目碰撞前收敛到零附近的较小邻域内从而达到准平行接近的状态,本文基于自抗扰控制的不确定性估计补偿思想,应用反演控制方法设计了一种考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性和目标机动的三维有限时间收敛导引律。根据有限时间收敛控制理论,严格证明了系统的有限时间收敛特性;为抑制量测噪声,将传统跟踪微分器进行改进并应用于扩张状态观测器与反演控制的设计中。仿真结果表明:在自动驾驶仪响应延迟情况下,所设计的导引律能够导引导弹在有限时间内精确地拦截高速机动目标;改进的跟踪微分器精度高、响应快;基于改进跟踪微分器的扩张观测器估计效果理想。     

带扩张观测器的三维有限时间收敛导引律

为了保证视线角速率在弹目碰撞前收敛到零附近的较小邻域内,从而达到准平行接近的状态,基于自抗扰控制的不确定性估计补偿思想,应用反演控制方法设计了一种考虑导弹自动驾驶仪二阶动态特性和目标机动的三维有限时间收敛导引律。根据有限时间收敛控制理论,严格证明了系统的有限时间收敛特性;为抑制量测噪声,将传统跟踪微分器进行改进并应用于扩张状态观测器与反演控制的设计中。仿真结果表明,在自动驾驶仪响应延迟情况下,所设计的导引律能够导引导弹在有限时间内精确地拦截高速机动目标;改进的跟踪微分器精度高、响应快;基于改进跟踪微分器的扩张观测器估计效果理想。     

带角度控制的有限时间收敛导引律设计

多枚反舰导弹同时对目标实施饱和攻击时,不仅需要反舰导弹能够满足零脱靶量,还要求反舰导弹能从期望的入射角度对目标实施攻击,或者战斗部以特定的命中角度侵入舰艇目标,以期获得最好的打击效果。基于航向平面内的导弹与目标之间的二维相对运动模型,应用有限时间稳定性理论,提出了反舰导弹的末制导系统有限时间收敛的充分条件,并根据这个充分条件设计了一种带角度控制的有限时间收敛导引律。仿真结果证明,设计的导引律能够满足脱靶量的同时,实现攻击角度控制。     

自适应二阶滑模的有限时间收敛角度约束制导律

针对终端角度约束制导问题,提出了一种新型基于自适应二阶滑模的有限时间收敛角度约束制导律.构建非奇异有限时间收敛滑模面,保证了滑模面上角度及角速率误差有限时间快速收敛.采用参数自适应二阶滑模算法构建角度约束制导律,所设计的制导律不仅可抑制目标机动加速度等未知干扰,而且可确保滑模面的有限时间可达.相比采用传统二阶滑模或者含有切换项的滑模制导律,所提出的制导律参数可自适应变化,从而无需提前已知目标加速度等不确定项的上界信息.在各种目标机动情况下仿真,结果表明所设计的制导律具有强自适应以及快速收敛的制导性能.     

制氢过程中一氧化碳氧化反应速率控制的平滑切换方法

铂族金属催化剂CO氧化过程呈现较为复杂的本质非线性属性,如反应速率突变、双稳定性和迟滞,这些本质非线性属性取决于化学反应内在的稳定性和自组织机制,所产生的一个外在结果是CO氧化反应速率与控制参数之间呈现出路径依赖的输入输出关系。对这类系统采用传统的线性控制方法具有固有的不稳定机制,可以导致化学反应速率的震荡以及控制系统的失稳;而采用常规非线性切换控制则面临在切换初始时刻所具有的大干扰问题,较大地影响控制系统的动态性能甚至稳定性。针对研究所面临的这种大干扰问题,提出基于积分初值重置的平滑切换控制方法予以解决。结果表明,所提出的方法能够从原理上解决CO氧化反应控制过程的平滑切换问题,较好地提高控制系统的动态性能。     

直接力/气动力复合控制系统的有限时间镇定

考虑到复合控制系统中,直接力的离散特性会使系统的设计复杂化。针对采用姿控式直/气复合控制的导弹,基于有限时间稳定理论,引入辅助滑模面,研究其控制系统的有限时间镇定,得到一个受控良好的复合控制系统。在此基础上,利用辅助模糊控制,对系统不确定性进行估计,进一步改善了复合系统的控制品质。最后以俯仰通道为例,对所提出的方法进行仿真,结果验证了该方法的有效性。     

极点指标约束下的优化保成本容错控制

讨论了执行器故障下,线性不确定系统圆形极点指标约束下的可靠保成本控制问题.在更实际、更一般的执行器故障模型下,给出了以LMI表达的故障系统极点可配置以及成本函数有上界的充分条件;进一步对执行器故障情况下的成本函数上界进行了优化,这种优化是通过一个LMI组的最小化问题来实现的.仿真实例验证了所得结果的有效性.     

一种新型军用光纤通信系统的研究

本文介绍的系统的主要特点是用 IPIM 时分复用的方法来传输模拟信号,变普通的二电平脉冲信号为三电平脉冲信号,从而使数据信号通过控制模拟信号的两个非零状态而实现模数混传,以该方法实现的光纤系统具有电路构成简单、成本低、性能可靠等优点。     

一类超混沌系统的全局有限时间同步与全局渐近同步

为了给超混沌系统在保密通信中的应用提供理论支撑,研究了一类含交叉项、立方项和常数项的超混沌系统的全局有限时间同步和全局渐近同步问题.首先,采用广义线性状态误差反馈控制器建立了该类超混沌系统的两个有限时间同步架构,应用有限时间稳定性理论和代数不等式技巧证明了该类超混沌系统的有限时间同步定理;然后,再将该定理应用于超混沌R...     

马尔可夫链最优停止的值函数

本文讨论了时间无限的马尔可夫链的最优停止问题。对于无限状态情况,给出了其最优停止变量以及值函数存在的一个充分条件;对于有限状态情况,这个充分条件以及问题的计算等价于解一个线性规划问题。