装备研制技术风险流传导与耦合过程的CFD模拟

装备研制中风险间的相关性导致风险传导与耦合的产生,为深化对技术风险动态传导效应和非线性耦合机理的认识,探索研制技术风险管理与控制的有效思路或工具,在对风险传导与耦合进行定义的基础上,给出了装备研制中的风险传导模式,基于CFD技术对两种不同的耦合模式进行了数值模拟,结合仿真结果分析了风险的耦合机理,所提方法对于揭示装备研制技术风险传导与耦合规律有一定的促进作用,为下阶段求解关键风险因子间的关联关系奠定了良好基础。     

越野汽车非线性悬架系统建模与仿真研究

针对越野汽车的行驶条件,对传统线性被动悬架、非线性被动悬架和非线性主动悬架的动态特性进行了研究。建立了悬架系统的动力学模型,采用统计线性化方法对非线性弹簧悬架进行求解,利用MATLAB／SIMULlNK工具箱对悬架模型进行了动力学仿真。仿真结果表明：非线性弹簧悬架模型比传统的线性悬架模型更符合越野汽车悬架系统的振动运动,而采用基于线性二次型最优控制方法的主动控制非线性悬架,则能获得更好的行驶平顺性和操纵稳定性。     

鱼雷耦合非线性系统的线性控制方法

给出了鱼雷空间运动的数学模型;在流形上研究了非线性系统的线性化系统可控时的镇定问题,给出了线性控制规律使非线性控制系统镇定于原平衡点的条件;基于线性化拓扑等价性定理,将鱼雷三通道的非线性模型进行等价变换,利用传统的线性设计方法和多变量控制方法分别去处理鱼雷耦合非线性系统的控制问题,从而降低了多通道耦合控制设计问题的难度和复杂性。     

自旋导弹制导控制系统六自由度数字仿真研究

采用旋转弹体单通道控制方式的制导系统是一个非线性、时变、多变量的耦合系统,理论分析和工程设计困难很大。本文以某型便携式防空导弹为例,基于动态仿真软件SIMULINK建立了制导控制系统仿真平台,对制导控制系统进行了六自由度仿真研究,为制导控制系统性能研究和优化设计提供必要的手段。     

基于容差分析的武器装备体系耦合风险仿真研究

武器装备体系的耦合程度是衡量武器装备体系整体作战能力的一个重要指标.文中通过容差分析对武器装备性能的耦合风险进行了研究,通过实例对产生武器装备体系耦合风险的武器装备性能容差进行了模拟仿真,实例证明是有效的.     

雷达信号级仿真中的模型耦合问题研究

针对目标回波小尺度幅度起伏特性模型进行了介绍。对雷达线性接收机和对数接收机的特性和模型进行了对比。对雷达信号级仿真中,由于雷达采用非线性对数接收机造成的目标回波小尺度幅度起伏特性模型与接收机模型相互耦合的原因和所产生的影响进行了分析。提出对这样的模型耦合问题必须解决,以保证仿真研究结果的有效性。     

某大气层外飞行器姿态控制系统的预测控制方法研究

大气层外的飞行器在姿态机动的过程中,系统呈现出很强的非线性特性,传统的线性控制方法难以直接应用.但在大气层外飞行控制的飞行器,可以在没有反馈线性化的情况下,直接将系统俯仰通道的运动,偏航通道的运动和滚动通道的运动进行分离,并将各个通道之间的耦合视为干扰,应用非线性预测控制方法对各个通道的控制律进行设计.通过仿真,结果表明了该设计方法的可行性且对扰动具有一定的适应性.     

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。     

一种FMCW雷达线性度校正方法

线性调频连续波(LFMCW)是雷达系统中常用的一种信号形式,调频信号调频线性度是衡量信号质量的一项重要指标。分析了线性调频连续波雷达的调频非线性对距离分辨率的影响,提出使用分段线性拟合的方法估计调频信号的线性度,并对非线性进行校正。仿真结果表明校正后距离分辨率及测距精度都极大的提高。     

基于功率键合图的主动油气悬架建模和仿真

考虑了工程中存在的油液可压缩性,基于功率键合图(Power Bond Graph),对主动油气悬架系统的主要环节进行了分析建模,并推导了液压泵的容性场和液阻耦合场模型。通过主动油气悬架系统的键合图对系统元件进行综合,建立了系统的非线性状态方程,并针对油气悬架的被动特性和驱动特性进行了仿真研究,结果表明:建立的非线性状态方程模型能够很好地反映系统动态响应的实际情况和充放油过程中重要的动态耦合特性。     

针对GPS/SINS深组合模型的U滤波及其运用

很多文献都证明了在解决非线性系统问题时,UKF(Unscented Kalman Filter)是比EKF(Extended Kalman Filter)更好的选择,但计算的复杂度限制了其运用。针对GPS/SINS深组合的模型提出了全新简化的U滤波算法UTCUKF(Ultra Tight Coupling Unscented Kalman Filter)。这是一种专门针对具有加性噪声、线性状态方程和非线性量测方程的系统设计的滤波器。首先介绍了GPS/SINS深组合系统在导航解算时的模型,然后针对模型具有加性噪声的特点运用AUKF(Additive Unscented Kalman Filter)对UKF进行了简化,为了实现UKF在GPS/SINS深组合系统中的实际运用,又由系统模型中状态方程是线性方程、观测方程是非线性方程的特征,进一步提出了UTCUKF,并做了分析和仿真。     

制导炮弹非线性滑模控制器设计

为了提高制导炮弹的精确打击能力,研究了一种非线性滑模变结构控制器。利用近似最优控制理论确定了非线性滑模面,并设计了舵面的控制律,使得系统状态快速达到并保持在滑模面,采用指数趋近律和饱和函数减轻了滑模控制带来的抖振,实现对控制指令的跟踪。仿真表明,设计的非线性控制器能有效处理制导炮弹的非线性耦合问题,快速响应控制指令,并且在气动参数摄动时体现出较强的鲁棒性,具有良好的工程应用前景。     

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。     

解耦的三轴气浮台非线性模糊变结构鲁棒控制问题

针对飞行器全物理仿真三轴气浮台这一具有不确定性的、耦合的非线性系统,对其动力学耦合和可解耦性问题进行了分析、计算和证明.通过综合变结构控制和模糊控制,给出了一种新的非线性控制系统设计方法,此方法既可以避免变结构控制所固有的颤动现象,同时由于该模糊控制律的解析性,所以也具有实现简单,易于工程化的优点.仿真结果表明,给出的模糊变结构控制,对飞行器模型不确定性和外来干扰具有较强的和良好的跟踪性能.     

基于旋量方法的高超声速飞行器三维非线性伪最优制导律设计

针对高超声速飞行器制导过程中的通道耦合问题,设计一种基于旋量方法的三维非线性伪最优制导律。引入角度矢量、视线旋量、视线旋量速度等概念,通过等价性证明,得出视线旋量、视线旋量速度控制分别与视线方位、视线角速度控制具有一致性的结论,从而将制导问题转化为视线旋量和旋量速度的控制问题;基于旋量方法构建弹目视线旋量、视线旋量速度模型,构建得到飞行器制导的三维非线性模型;为避免直接求解Riccati微分方程过程的复杂性,引入伪控制变量,将三维非线性制导模型转化为线性制导模型;分别针对无终端约束和有终端约束情况,基于二次型最优方法得到三维非线性伪最优制导律。该制导律避免了通道解耦,其制导参数又满足一定物理意义下的最优性。仿真结果验证了所设计制导律的有效性。     

模糊控制在循环流化床锅炉床温控制系统中的应用研究

由于循环流化床锅炉床温控制系统具有大滞后、多变量、强耦合等非线性特性，其控制系统比较复杂。为了解决复杂控制系统难以控制的问题，采用模糊控制理论进行锅炉床温控制系统的设计，并应用MATLAB软件对模糊控制系统进行仿真。仿真实验结果表明，与传统的PID相比，采用模糊控制策略，系统的响应速度快，控制精度高。     

基于T-S模型的非线性系统主从控制器设计

针对同时具有输出和输入非线性的系统,通过中间虚拟控制量的设置,转化为两个非线性子系统的串联,从而简化系统结构并解决最终控制量不宜直接获取的问题。针对无人水面艇的航迹和横摇控制,设计了基于反演控制的从控制器,实现了输入非线性中虚拟控制量到舵角的映射,通过T-S模型将输出非线性系统,转化为线性时变系统,并考虑舵机的角度与角速度约束,设计了广义预测主控制器。该方法不仅简化了系统结构,同时仿真结果表明,所设计的主从控制器可以获得较好的控制效果。     

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。     

基于非线性模型预测的翼伞系统控制研究

翼伞系统在飞行过程中,受外界不确定因素的影响呈现出非线性特性和耦合性．应用非线性模型预测控制理论对翼伞系统飞行控制进行了研究,提出基于非线性模型预测控制的翼伞系统控制律设计方法,并推导出控制律解析式．仿真研究表明,合理地选择泰勒展开级数和预测周期,通过泰勒级数展开并截尾后的翼伞非线性控制系统可以表现出良好的控制性能．