综合火力/飞行控制系统中目标状态估计器的分析与设计

本文主要研究用于综合火力/飞行控制(IFFC)系统中的目标状态估计器(TSE)的分析与设计问题。首先利用目标机动加速度的二阶马尔可夫模型,在横滚稳定的目标视线坐标系上建立了一种TSE 数学模型,其状态方程是九维非线性时变微分方程组,观测方程为四维线性定常方程组。尔后分析和讨论了该模型的结构特点,将其在算法上解耦简化为三个三维子系统,从而使滤波计算量大为降低,得到了便于实时处理的离散化TSE 数学模型。最后用离散形式的次优Kalman 滤波方法实现了对目标状态的滤波估计。仿真结果表明,目标状态估计精度较高,能够满足IFFC 系统的需要。     

拖缆系统直线定常运动仿真计算

推导了一个三因次拖缆系统动力平衡运动方程式 ,采用中心差分方法数值离散拖缆系统动力平衡方程 .根据离散方程编制了拖缆系统直线定常运动程序 ,在设定拖缆尾端自由边界条件及拖点边界条件下 ,数值仿真计算 30m拖缆的阵形 .根据仿真计算讨论了拖缆的材料刚度、拖缆水中重量、拖点速度、水动力系数主要参数等对拖缆阵形的影响 .拖缆系统直线定常运动的仿真计算为拖缆系统设计可提供参考依据 ,同时通过该仿真计算及讨论 ,为拖缆系统非定常运动仿真计算奠定了基础     

基于粒子滤波技术的电机信号降噪方法

为了给电机故障诊断提供准确的诊断数据,提出了粒子滤波降噪方法。首先基于离散余弦变换建立电机信号的状态方程,状态变量即为离散余弦变换的各系数,此状态方程是一种非线性状态方程;在此基础上,基于粒子滤波方法对含噪测量信号进行状态估计,即可获得离散余弦变换的各系数,然后,通过对这些系数进行重构得到故障诊断所需的实际信号。最后,通过对实际数据进行降噪分析,结果表明所提方法是可行有效的。     

基于数字孪生的导弹部队在线仿真系统设计

导弹作战具有复杂多变、不确定性强的特点,基于数字孪生技术在仿真系统中生成与现实世界实时同步的虚拟战场态势,从而进行作战方案在线仿真推演和效能评估,根据仿真评估结果预测战争走向,实现战场“透视”的目的,这对于指挥员掌握战场主动权和科学决策具有重要作用。通过建立在线仿真系统总体框架和内外部接口关系,将系统根据功能划分为战场情报预处理、实体模型动态生成与匹配、仿真推演、效能评估、仿真引擎和仿真支撑库等6个子系统,对各子系统的功能组成和运行机理进行解析,对基于EATI的建模法则和战场态势特征提取及模型匹配2项关键技术的具体原理和实现方法进行了解析,结合导弹部队的作战特点,建立了作战效能仿真评估指标体系,为下一步仿真系统的实现提供了方法指引。     

线性离散周期系统的区域极点/H2指标满意控制

针对线性离散周期系统的状态反馈控制问题,利用提升法将线性离散周期系统转化为时不变系统并提出期望极点指标,同时要求周期系统满足H2范数指标,采用数值递推算法对线性周期系统进行上述指标的满意控制设计,并运用满意控制思想将上述控制问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的线性凸优化问题,从而运用LMI技术求解、设计可行的满意控制.数值仿真验证了相关结论.     

基于高斯伪谱法的弹道跟踪制导律

针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程，设计了一种基于高斯伪谱法的跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪，基于线性二次型跟踪问题，应用最优控制理论推导最优解的充要条件，得到带时变增益的线性状态反馈控制量的表达式；基于高斯伪谱法，在离散的勒让德-高斯(LG)点上利用标称弹道数据计算差分矩阵和系数矩阵，求得状态扰动反馈控制律。仿真结果表明，该方法能够快速、有效的消除跟踪误差，满足在线实施要求。     

浮球式惯性平台连续翻滚自标定自对准方法

针对浮球式惯性平台系统的标定与初始对准问题,提出了一种基于姿态角的连续翻滚自标定自对准方法。根据浮球平台工作原理,建立了惯性器件误差模型,推导了浮球平台的姿态动力学方程;设计了平台在重力场连续翻滚的施矩方案;利用分段线性定常系统和输出灵敏度理论分析了系统的可观性。仿真结果表明,该方法可以同时实现平台系统42项误差系数的高精度标定与初始对准,有效地提高了系统的测量精度。     

临近空间拦截弹最优弹道跟踪制导律

针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程,基于线性二次型调节器理论和高斯伪谱法设计一种跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪,考虑线性二次型跟踪问题,应用最优控制理论推导最优解的充要条件,得到带时变增益的线性状态反馈控制量的表达式;基于高斯伪谱法,在离散的勒让德-高斯点上利用标称弹道数据计算差分矩阵和系数矩阵,求得状态扰动反馈控制律。仿真结果表明,与基于求解矩阵黎卡提方程的方法相比,该方法选取较少的节点即可获得高精度的反馈控制量,且运算效率大幅提高,满足在线实施要求。     

机器人的分散控制

本论文提出了一种新的机器人分散控制方法,这种分散控制方法把机器人系统的每个自由度作为一个子系统,首先从解耦子系统模型综合出N个分散线性控制器,然后在每个子系统内引入一个自适应控制环补偿非线性耦合项的影响。这种分散控制器的优点是:控制器结构简单、计算量小、易于用多微机系统实现并行控制。     

舰载武器气动参数估计及弹道重构研究

为了精确计算舰载武器的运动飞行参数,首先以弹体的铅垂运动面为研究对象,分析了弹体飞行过程中的各种误差干扰源,推导了包含误差干扰源在内的纵向扰动运动学方程;然后,利用"系数冻结法"及拉普拉斯变换得到了解析解;最后,建立了以GPS误差源和气动系数误差干扰源为状态变量的系统状态方程和以GPS伪距测量的系统量测方程,并采用卡尔曼滤波算法进行了数值计算,计算结果表明:速度精度稳定时可达±0.5m/s,x方向上的位置精度收敛于±8m范围内,y方向的位置精度收敛于±10m范围内,同时还能获取到精度较为可观的姿态角信息。