状态空间表达下控制系统的稳态误差

经典控制理论对系统稳态误差的讨论从传递函数入手,重点是对系统开环传递函数的研究,当系统的输入是任意函数时,引入动态误差系数方法来研究稳态误差,但是当输入具有高阶导数时,动态误差系数将很难得到.现代控制理论中的状态空间表达下求系统的稳态误差很好地解决了这个问题.利用矩阵之间的运算来表示动态误差系数,并且可以得到任意输入下的稳态误差值,在线性定常系统下的推导结果还可以适用于线性时变系统,具有一定的普遍性.     

改进的变步长LMS自适应滤波算法分析

通过建立步长因子μ与误差信号e(n)之间的非线性函数关系,提出了一种改进的自适应变步长最小均方(LM S)算法。该算法克服了LM S算法在自适应稳态阶段μ取值偏大的缺陷,具有在误差e(n)接近零处缓慢变化的特点。该算法还具有初始阶段和未知系统时变阶段步长自动增大而稳态时步长很小的特点,解决了收敛时间和稳态误差的矛盾。将该算法对比一般的变步长算法,该改进算法在平稳过程中具有更小的稳态误差,同时还具有更好的跟踪时变系统的能力。     

自旋导弹控制耦合及补偿解耦性能研究

弹体滚转条件下,舵机的动力学滞后造成了自旋导弹的控制耦合。建立了准弹体坐标系下等效舵系统的动力学传递函数矩阵,基于串联补偿解耦方法,研究了补偿角与弹体转速、控制信号频率之间的关系,以及补偿角对舵系统关联性的影响。研究表明,针对稳态解耦补偿角取值为最优补偿角时,舵系统的通道关联性达到最小,但理论上该方法在控制信号为低频条件下才能实现近似的静态解耦;当控制信号频率较高时,会出现过补偿现象,控制系统解耦性能下降;补偿角的上界值会随着弹体转速发生变化,因此应该对补偿角进行在线动态修正,避免发生过补偿现象。     

非单位反馈控制系统稳态误差的计算方法

本文着重从控制系统的输出端来讨论控制系统的稳态误差。对于非单位反馈控制系统,提出稳态误差的一般计算方法,并对几种典型系统给出具体的计算公式。     

超视距空战中数据链系统通信延迟与补偿算法

依据假目标干扰环境下的多机协同目标探测原理,分析了假目标干扰环境下基于数据链系统的目标探测逻辑。建立了超视距空战中机群数据链系统通信延迟模型,以及效能评估模型。分析了数据链系统通信延迟对攻击效果的影响。提出基于卡尔曼滤波的通信延迟补偿算法。通过仿真计算证明,在假目标干扰环境下,该算法能有效补偿因数据链系统通信延迟带来的目标位置精度误差。     

基于动平衡状态理论的稳态误差机理分析

基于动平衡状态理论对稳态误差进行了分析,揭示出稳态误差的本质,并在此基础上给出了稳态误差为零的充要条件,并为稳态无差控制提供了新的思路.最后证明了基于动平衡状态理论的稳态误差为零的充要条件与基于内模原理得到的结论是等价的.     

基于对称非线性函数的变步长LMS自适应滤波算法

为解决自适应最小均方误差（least mean squares,LMS）滤波算法难以平衡稳态误差和收敛速度的问题,提出了基于对称非线性函数的变步长LMS自适应滤波算法。通过自变量取绝对值、叠加非线性拉伸量改进Sigmoid函数,构造一个对称非线性函数用于刻画步长因子与稳态误差的非线性关系。该对称非线性函数具有能够根据误差动态调整步长、更快达到收敛状态的特点。根据构造的对称非线性函数和输入信号功率生成归一化变步长因子,解决噪声逐级放大的问题,进一步提高算法的滤波效果同时,加速收敛。实验表明：该算法在低信噪比、信噪比变化、信号频率变化、滤波器阶数变化、延迟采样点数变化条件下均具有更好的滤波效果、更优的稳定性和更快的收敛速度。     

气动力/直接力复合舵系统神经网络参考模型设计

提出了一种气动力/直接力复合控制导弹在舵机层面进行复合控制的神经网络设计方法,即空气舵与直接力喷流机构看作是复合舵系统模型.该方法在完成复合舵系统建模的基础上,利用神经网络参考模型方法对等效舵机系统进行设计.最后,通过仿真验证了该方法可利用直接力喷流机构快速性,有效地提高复合舵系统的性能.     

考虑舵机动力学的旋转导弹指令限幅方法研究

输送到导弹舵机的指令需要根据舵机的输入范围对指令的幅值进行限制。对于旋转导弹,其输入到舵机系统的指令一般为正弦形式,通常的限幅方法不仅会产生较大的相位滞后,而且由于不考虑舵机动力学特性,会产生较大的跟踪误差。针对这一缺陷,结合旋转导弹指令特性和舵机的动力学特性,提出了考虑舵机动力学的旋转导弹指令限幅方法。该方法将对舵机动力学的补偿结合到对舵机指令限幅的过程中。仿真结果表明,新的限幅方法在实现限幅的同时,减少了由于舵机动力学导致的跟踪误差,为旋转导弹的控制建立良好的基础。     

全附体多桨船模自航点数值求解方法研究

针对带附体的四桨双舵船模,采用结构化网格离散全附体模型表面,基于RANS方程求解了船桨舵耦合的复杂粘性流场,数值模拟了主船体阻力试验、螺旋桨敞水试验、全附体模型阻力试验和自航试验,建立了螺旋桨转速自动调节的模型自航点求解方法。该方法的计算结果与试验结果进行了比较分析,结果表明:全附体模型阻力误差小于3.8%,自航点转速误差小于4.3%。     

基于输入特性分析的光电跟踪内模控制设计

内模控制是一种基于对象教学模型进行控制器设计的新型控制策略,其设计思路是将对象模型与实际对象相并联,控制器逼近模型的动态逆.根据内模控制原理及光电跟踪系统参考输入及扰动输入特性,设计了一种新型位置控制器.并分析了IMC跟踪控制器的零稳念偏差及抗干扰性能.从仿真结果看,与常规PID控制相比,内模控制器参数调整简单、跟踪性能良好.特别是在针对目标突然机动的情况下.IMC控制器具有良好的稳态误差重构能力,即能迅速收敛到稳态误差.根据仿真结果数据统计,系统跟踪误差的均方根可减小到0.5 tarad,表明该控制器能够提高系统的跟踪精度,为高性能光电跟踪系统提供了一种新的控制策略.     

气动力/直接力复合导弹鲁棒控制器设计

提出了一种气动力/直接力复合控制导弹在舵机层面进行复合控制的鲁棒控制器设计方法,即空气舵与直接力喷流机构看作是复合舵系统模型.该方法在完成复合舵系统建模的基础上,利用参数空间方法对等效舵机系统进行设计,以确保在喷流因子变化时的鲁棒性.最后,通过仿真验证了该方法的可行性.     

改变系统结构的多环姿态跟踪控制

针对航天器姿态跟踪控制中存在稳态误差和转动惯量摄动未知的问题,给出一种高精度自适应姿态跟踪控制策略。通过扩展姿态动力学系统结构,将姿态角积分项引入姿态控制器中,以消除稳态误差和提升姿态跟踪精度,给出扩展系统的期望轨迹设置方法。给出一种结构更为简化的多环递归跟踪控制策略,结合自适应估计设计了自适应多环递归姿态跟踪控制器。与滑模自适应控制器对比仿真,验证了方法的优越性。     

滑模控制的新型双幂次组合函数趋近律

提出一种基于双幂次组合函数趋近律的新型滑模控制方案。与现有的快速幂次或双幂次趋近律相比,具有更快的收敛速度,同时还保持了全局固定时间收敛特性,收敛时间上界与滑模初值无关。当系统存在有界扰动时,能够使滑模变量在有限时间内收敛到稳态误差界内,同时其稳态误差要小于现有方法的。仿真实验验证了该方法的有效性及理论分析的正确性。     

α-β法中数据粗量化输入时输出误差上限的分析

本文从α-β恒增益滤波器的估值递推方程出发,推导了数据粗量化输入时,该系统因量化误差引起的输出估值误差的上限公式,并针对α-β滤波系统稳定域中三个不同区域的粗量化误差上限进行了数值计算。计算结果表明,这三个区域的误差上限数值范围略有不同,但总的来说,该系统在稳态工作情况下输出粗量化误差的上限在(0.5q～0.75q)之间。显然由这种方法计算出的误差上限比实际输出的粗量化误差要大,但对于输入量化误差不能被看作均匀分布白噪声的粗量化输入的情况,这种分析方法可供误差分析的参考。     

舵减横摇研究综述

舵减横摇系统是当今世界新发展起来的一种减摇系统,它具有结构简单,成本低廉,应用广泛等优点。本文就舵减横摇系统的可行性、数学模型和控制方法以及国内外研究和应用前景作了综合介绍和评价。     

某型导弹气动舵机稳态误差△f值不稳定原因分析

本文通过对舵机稳态误差不稳定的机理进行分析,对故障产品进行分解检查,对生产过程进行逐项排查,找到了造成舵机稳态误差不稳定的原因。在此基础上有针对性地采取了措施,确保了后续产品的质量。     

“舰—舵”模拟装置

“舰—舵”模拟装置是自动舵系统的控制对象——“舰—舵环节”的模拟装置,也就是模拟舰船在舵叶作用下,其航向的变化规律——舰船回转运动方程。舰船在航行中,受到的外界干扰力矩作用也可以折算为一个等效的舵角作用。因此模拟装置的基本结构应有图1的形式: 图中: α为舵角; θ为航向角;     

舵机负载模拟器惯量失配加载补偿方法

针对舵机负载力矩模拟器输出等效惯量大于被加载舵机舵面惯量的舵机加载试验情况,研究了其力矩加载补偿方法,分析了其力矩加载误差,提出了针对不同误差源的提高仿真精度的技术途径。分析结果表明,此力矩加载补偿方法现实可行,提高了试验资源的利用率,具有较好的经济效益和现实意义。     

改善逆变器输出电压波形的研究

在115 V/400Hz逆变电源中,A/D转换器引起的量化误差对系统的影响是造成系统不稳定的主要因素之一.通过对逆变器反馈通道误差的分析,采用全波整流电路对115 V/400 Hz逆变电源中A/D采样电路进行了改进,减小反馈通道误差,使逆变器的稳态电压输出波形质量得到显著改善.