某型步战车炮控系统的新型LADRC控制器设计

针对工程实际中量测输出含有噪声这一问题,设计了以带有滤波器的新型扩张状态观测器为核心的新型线性自抗扰(LADRC)控制器。基于某型步战车实测数据,运用递推最小二乘法对模型参数进行辨识,从而得到炮控系统模型。分别用PID控制器,LADRC控制器和新型LADRC控制器进行了仿真。结果表明,新型LADRC的抗扰性和鲁棒性优于PID;当输出加入量测噪声时新型LADRC比LADRC控制效果有改善,两者都能够在保持控制系统原有特性基础上大幅提升炮控系统的稳定精度。     

下反稳像火控系统炮控算法仿真验证平台的构建

下反稳像炮控系统具有较好的动力特性,为了克服传统PI控制算法的缺陷,研发先进的控制算法,提出了将笔记本电脑嵌入到炮控系统中,建立半实物炮控仿真平台的具体实施方法,为炮控系统先进控制算法的实现和性能评估提供了快捷实用的仿真开发环境。     

改进的导弹半实物仿真跟踪微分器设计

为了抑制三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声对导弹半实物仿真系统性能的影响,研究并设计了一种改进的跟踪微分器进行相位补偿和滤波。基于传统跟踪微分器的工作原理,设计三轴转台输出信号跟踪的基本结构,分析其在输入信号存在噪声时,由于经过传统的跟踪微分器获取微分信号使得噪声强度放大,致使跟踪信号存在振荡的现象。在此基础上,提出一种将微分跟踪器产生的微分信号再串联一个跟踪微分器的相位超前补偿器设计方法,以滤除由于输入信号噪声引起的信号污染,进而消除输出信号的振荡问题。以某导弹半实物仿真系统三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声的现象为算例,通过与超前校正方法对比研究,进行了系统仿真验证。仿真结果表明,改进相位超前补偿器能有效地提取姿态角速度信号,具有良好的滤波和相位超前补偿性能,进而证明了其在导弹半实物仿真试验应用的正确性和有效性。     

高速重载履带车辆制动滑移控制研究

为了提升履带车辆的制动性能,以某电传动履带车辆为研究对象,分析了其制动工况下的动力学/运动学方程,建立了车辆动力学模型。以车辆制动滑移为控制对象,建立了模糊-PID平滑切换控制策略,通过半实物仿真验证了该策略相较于其他几种控制方法的优点。在低附路面、低附-高附对接路面两种路况下进行了半实物仿真,仿真结果表明模糊-PID平滑切换控制策略可以快速有效抑制履带滑移过大的情况,提高车辆制动性能与安全性,降低车辆制动系统负荷,为后续制动系统转矩分配策略的研究奠定基础。     

基于扩张状态观测器的稳定控制算法

在稳定控制系统中,以PID控制算法为典型代表的传统负反馈设计,依靠系统在低频段的增益来实现对载体扰动作用的抑制,具有一定的局限性。以某陀螺稳定平台为研究对象,在PID负反馈稳定控制系统的基础上,通过加入扩张状态观测器对扰动进行了观测及补偿。仿真比较了加入扩张状态观测器前后的算法控制效果,结果表明扩张状态观测器是提高控制系统稳定精度的一种有效方法。     

陆战武器火炮控制算法嵌入式仿真验证平台

陆战平台炮控系统的控制品质和性能取决于动力系统与控制算法。提出将笔记本电脑嵌入到炮控系统中,建立半实物炮控仿真平台的方案,并给出在某型坦克的炮控系统中实现的具体方法,为炮控系统先进控制算法的实现和性能评估提供了快捷实用的仿真开发环境。     

卫星制导炸弹控制系统计算机仿真

根据制导炸弹控制飞行过程与各个分系统的特性,描述了"惯性/卫星"制导炸弹的工作过程,建立了合理的数学模型,并且通过Matlab/Simulink中嵌入S函数法,设计了一种效率高、建模简单、实现方便的计算机仿真方法.最后,以某型制导炸弹的计算参数为例进行仿真,详细分析了制导炸弹飞行过程中控制系统的工作情况,检验了系统动静态特性,验证了制导炸弹控制器参数设计的合理性;并采用蒙特卡洛法,提出了一种置信度较高的全弹系统的精度打靶仿真方法,以配合小子样飞行试验对系统性能进行评定.为进一步的半实物仿真和全实物飞行试验提供了一些有价值的依据.     

基于1553 B总线的半实物仿真系统

1553 B总线在半实物仿真系统中得到了广泛的应用。通过研究半实物仿真原理及1553 B总线协议,设计了1553B总线控制器与远程终端软件,提出了一种能很好地节省总线资源的消息帧设计方法。通过实例讨论了基于1553 B总线的半实物仿真系统的建模方法。     

非线性纯反馈系统预定性能自适应控制器设计

为了使非线性纯反馈系统满足更高的性能要求,提出了一种新的预定性能自适应控制算法。为了解决状态中的非仿射结构引入了新的坐标变换,满足系统预定性能,设计了简单的Lyapunov函数,通过反步法,给出了一种新的自适应控制算法来解决参数未知问题。仿真表明在设计的控制器保证了系统预定性能的同时,也使得闭环系统所有信号有界。     

面向故障仿真的环节及传递关系建模方法

针对半实物仿真方式在复杂装备维修训练中的需求,提出了一种基于系统功能属性的环节及传递关系建模方法,模型的应用对象主要面向半实物仿真建模.从系统功能到端口特性映射的角度出发,分析了模型的建模思路、基本模型及故障模型的构建方法,以实装部件半实物仿真建模为例,建立了相应的环节及传递关系模型与故障模型,实现了故障的注入及半实物仿真.该建模方法的提出为复杂系统半实物故障仿真提供了一种新的途径.     

一种消除瞄准线漂移的实现方法

由地球自转引起的瞄准线漂移是坦克火控面临的棘手问题。提出了一种基于惯性姿态信息的瞄准线漂移抑制方法,借助车载惯导系统,获得瞄准镜的地理坐标和姿态信息,计算出地球自转角速率在瞄准镜坐标系上的分量。伺服系统依此向两个方向的控制通道增加补偿值,由此抵消地球自转的影响,乘员就会感到瞄准线始终对准目标,而不会产生偏离,因而省去了频繁调整的工作。该方法既可用于坦克作战训练,也可用于机载或舰载稳瞄装置的调试。     

基于DOB和二自由度控制器的某火炮稳定控制系统设计

火炮稳定控制系统性能会受到如路况、火炮射击时产生的冲击力矩等外部扰动以及摩擦力矩变化、测量噪声、转动惯量变化等内部参数摄动的影响。针对此问题,引入一种DOB观测器和二自由度控制算法,来减少摩擦对系统性能的影响,提高系统对载体扰动的隔离能力。仿真和实验结果表明,所提出的算法可以有效提高系统的稳定精度和速度伺服性能。     

车载高精度稳瞄系统的满意度设计

研究了车载高性能稳瞄系统伺服带宽设计的几个主要约束因素,对运动载体和强冲击振动环境下的扭转谐振等问题进行了深入研究,提出了噪声、精度和机械谐振等综合优化条件下的设计方法,同时对高性能稳瞄头部机构的安装机座提出了扭转谐振的要求以及减小谐振效应的方法.     

模糊PID控制的惯性稳定回路

模糊控制可有效提高惯稳回路的控制精度。由于实际的惯稳模型对模糊信号响应不足,可对控制对象的输入信号u(k)进行适当放大以加快系统输出的响应速度。对传统PID与模糊PID控制的仿真研究结果表明,模糊自适应PID控制对惯稳回路的控制效果要明显优于传统PID,不仅几乎不存在超调量,而且tr、ts非常理想,因此模糊PID控制完全有可能应用于实际的惯稳回路。     

修正的交互加速度补偿机动目标跟踪算法

为了提高交互加速度补偿算法(IAC)的滤波精度,通过引入一个改进因子自适应地调整过程噪声协方差,给出了一种新的算法.在给定的初始条件下,通过蒙特卡罗仿真,将修正的IAC算法与IAC算法进行比较,结果表明修正的交互加速度补偿算法在目标发生机动时具有更好的跟踪性能.     

Finite-time State Feedback Stabilization Method for a Class of Flexible Manipulators

Aimed at the finite-time stabilization problem of a class of flexible manipulators,a finite-time state feedback stabilization controller was proposed in this paper.Firstly,the nonlinear model of flexible manipulators was transformed into linear system through the exact state feedback linearization,and then using the finite time stabilization control method of the linear system,a finite-time state feedback stabilization controller was designed for the flexible manipulators.Furthermore,it was proved that all the states of flexible manipulators could be stabilized to equilibrium in finite-time under the proposed controller.The simulation results show that the performance of the flexible manipulators under the proposed finite-time state feedback controller is better than the traditional state-feedback controller.The proposed finite-time stabilization controller can improve the performance of the flexible manipulators.     

自适应逆控制FXLMS算法有源噪声控制仿真研究

前馈有源噪声控制方法可在较宽的频带有效,使之获得了广泛的应用.在前馈有源噪声控制中,直接使用传统的FXLMS算法时,由于次级通道传递函数往往是非最小相位系统,导致系统的性能下降.文中提出一种基于非最小相位系统逆控制的自适应前馈有源噪声控制FXLMS算法,用带宽随机噪声信号和实测风机通风管道噪声信号进行仿真实验研究,结果表明,较传统的FXLMS算法有明显的改进.     

ISDT算法的数据压缩处理及其性能分析

过程数据的实时压缩和趋势提取可以显著提高过程控制系统的整体性能.传统的SDT数据压缩算法不能很好地适应现今过程控制的要求,无法获得满意的压缩结果.针对SDT算法的弊端,提出了一种改进的SDT数据压缩算法,并进行了两种算法的性能对比.对合成数据仿真计算的分析结果表明,基于ISDT算法的过程数据压缩性能有大幅度的提高,更好地满足了现今过程控制中实时数据处理和趋势分析的要求.     

考虑输入受限的高超声速飞行器预设性能控制

针对考虑输入幅值与速率受限的高超声速飞行器跟踪性能问题,提出基于受限指令滤波器的预设性能控制方案。为了提高系统瞬态和稳态性能,设计预设性能反演控制器,并通过设计新的性能函数使得跟踪误差超调量更小。引入指令滤波器来处理反演控制器设计中难以求导的问题。针对输入受限问题,构造一种受限指令滤波器来约束系统控制律,保证控制输入满足幅值和速率的限制要求,并进行相应的理论证明。另外,考虑系统参数不确定性与外界干扰,采用线性扩张状态观测器进行观测并补偿。基于Lyapunov稳定理论证明系统的所有跟踪误差最终一致有界。通过仿真验证该方法的有效性。     

基于观测器的某火控系统故障诊断方法

以某自行高炮火控系统为对象,研究了基于状态观测器的故障诊断方法,并作了仿真试验.通过状态观测器提取相对余差来检测和识别故障.试验结果表明,对于火控系统中可以建立数学模型的分系统或单体,基于观测器的故障诊断方法具有较好的诊断效果.该方法已成功应用于某高炮火控系统的综合检测与诊断设备中.