自适应模糊PID在导弹快速转弯中的研究

PID在非线性不强的系统中应用广泛,但由于控制参数固定不变,难以满足战术导弹等具有强非线性和运动状态快速变化的飞行器。针对导弹快速转弯过程中运动状态的快速变化,通过在线获取导弹输入姿态角偏差和偏差变化率,以单交叉高斯加权的方法确定了输入输出量的论域及量化等级,并与传统PID构成了自适应模糊PID控制器;通过调整校正量增益因子,适应不同范围的姿态角偏差和偏差变化率,实时在线校正PID控制参数。仿真结果显示,所设计的控制器能够根据导弹姿态角偏差的变化实时调整控制参数,在响应速度、稳态精度等方面均优于传统PID,具有较强的鲁棒性,适应快速转弯过程中运动状态的强非线性变化。     

基于模糊神经网络的伺服系统PID控制

针对某装备伺服系统具有复杂的非线性和时变性,传统的PID控制存在自适应能力差的缺点,设计了一种模糊神经网络PID控制器。利用神经网络对模糊控制的控制规则进行优化,根据偏差E和偏差变化EC在线调整PID控制器的3个参数。通过与传统的PID控制器仿真实验对比,可以看出模糊神经网络PID控制器能够有效地提高该伺服系统的性能。     

潜艇定深运动的自适应模糊控制研究

针对潜艇定深运动过程中存在非线性、时变参数、复杂干扰的特点,提出了一种基于神经网络的自适应模糊控制器,并采用学习速率自调整的EBP算法对模糊控制器进行了在线调整.仿真结果表明,该控制器能辨别出潜艇的平衡舵角,与常规的PID控制相比,具有抗干扰能力强、响应速度快、精度高等优点.     

一种新型军用电源智能充电机控制算法

军用电源充电机是一个多参数、时变的非线性系统,传统的PID控制算法难以在线调节达到优化充电曲线的目的。针对该问题,提出了一种基于模糊和免疫机理的自适应PID控制算法。该算法通过模糊免疫反馈机理对PID控制的比例系数进行实时调整,采用模糊自适应控制器对PID控制的微分、积分时间常数进行在线整定。仿真结果表明,该算法具有响应时间短、超调量小,鲁棒性强等特点,极大地改善了系统的适应能力,达到了优化充电曲线的目的。     

神经网络PID在空空导弹自动驾驶仪中的应用

采用改进型BP神经网络与传统PID相结合作为控制器,应用于空空导弹自动驾驶仪的设计中。BP神经网络算法的运用,使得所设计的自动驾驶仪能够针对非线性、时变的气动特性自适应地调整控制参数,利用MATLAB软件对系统进行仿真,给出了相应的仿真结果。实现对PID控制器参数的寻优整定,简化了设计过程。     

减摇鳍模糊免疫自适应PID控制器设计及仿真研究

针对船舶横摇的非线性模型,利用免疫反馈机理,设计了一种减摇鳍模糊免疫自适应PID控制器。控制器将模糊控制与PID控制相结合,采用Fuzzy推理,对非线性函数进行模糊逼近,用模糊免疫P调节器实时整定PID控制器的比例增益,采用常规模糊控制器在线调整免疫PID控制器的积分时间常数和微分时间常数。通过对船舶减摇鳍控制系统的仿真,可以看出采用模糊免疫自适应PID控制器其控制效果远优于常规PID控制器,使减摇鳍的减摇效果得到显著提高。     

模糊PID控制在微小型无人机导航算法中的应用

针对传统无人机导航控制系统的局限性,提出一种基于模糊自适应PID控制的无人机导航控制系统.建立控制量误差及其变化率与PID参数的模糊控制器,根据专家经验和微小型无人机的实际应用,建立模糊控制规则表,采用极大极小值反模糊化规则得到具体PID控制参数.实际飞行表明,在调节的时间与精度上,较经典PID控制算法具有更好的性能.     

基于模糊神经网络的储运发箱吊装PID控制

针对火箭炮储运发箱自动吊装系统中存在的非线性因素,如电液伺服系统中存在的摩擦和间隙以及吊装过程中受到的扰动,传统PID控制难以实现高精度控制。对自动吊装系统中的各部件建模,提出一种通过模糊神经网络整定PID参数的控制方法。将偏差、偏差变化量和偏差累计量作为输入,利用RBF神经网络优化模糊规则,对PID的3个参数:K_p、K_i、K_d进行整定。根据仿真结果,采用RBF模糊神经网络调整后,能有效提高抗干扰能力和吊装的定位精度。     

SINS/OD组合导航系统转弯误差补偿

在车辆转弯过程中,里程计与车辆质心的安装偏差导致里程计的输出和惯性器件的输出会产生较大偏差。此外,当车体航向出现大角度变化时,里程计校正将引起惯导系统姿态振荡,会对车载惯导动基座对准、在线标定以及整个导航过程的精度产生不小的影响。针对里程计产生的转弯误差,在分析惯导与车辆主动轮和里程计位置关系的基础上,考虑到军用车辆的车轮较宽,导致惯导/主动轮的杆臂为时变的,故将其作为滤波状态变量进行实时估计,并在载体系内详细推导了系统模型。仿真结果表明,导航平均位置误差从1.499 0 m减小到了0.799 6 m,说明该方案的有效性。     

高超声速飞行器倾侧转弯耦合控制策略

针对高超声速飞行器倾侧转弯过程中俯仰、偏航和滚动通道间的强烈耦合,提出一种耦合控制策略。针对高超声速飞行器快时变、非线性和强不确定性的控制问题,基于解析形式的非线性最优预测控制方法,采用分层设计思想设计了飞行器姿态控制系统,可较好满足高超声速飞行器的快速性要求;在分析了倾侧转弯飞行控制过程的主要影响因素及其影响规律的基础上,提出一种"降低攻角—快速滚转—拉起攻角"的耦合控制策略。对该控制策略对于高超声速飞行器的适用性进行了仿真分析,结果表明:所提耦合控制策略有效降低了偏航通道的控制需求,降低了倾侧转弯控制过程的失控风险,提高了控制系统的可靠性。     

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。     

基于模糊PID控制的磁流变半主动抗冲击系统最优设计研究

为弥补被动隔振系统抗冲击设计中存在的不足,根据最优抗冲理论,设计了磁流变阻尼器与隔振器并联的隔振抗冲击系统。针对磁流变阻尼器非线性强、PID控制参数难实时调节等问题,设计了模糊PID控制器并进行了模拟仿真。通过对不同抗冲方法和极限情况的仿真证明:基于模糊PID控制的磁流变半主动最优抗冲设计可以在保证设备安全的前提下,减小冲击加速度和系统位移,提高被动隔振系统的抗冲击性能。     

导弹自动驾驶仪改进遗传模糊控制器设计

针对导弹飞行控制系统具有参考模型不精确,非线性时变的特点,设计了一种新型的导弹自动驾驶仪的模拟退火遗传模糊PID控制器。该控制器是利用模糊控制器的模糊推理能力,在线整定PID控制器参数,再采用遗传算法与模拟退火算法结合,离线搜索寻优模糊控制器中的隶属函数参数集。Matlab仿真实验结果表明,所设计的控制器能够使系统具有良好的动态性能、鲁棒性以及全弹道性能,利用模糊查询表可满足系统的实时性要求,工程应用前景较好。     

基于飞行轨迹的三维模型实时姿态调整算法

为了解决三维GIS(地理信息系统)弹道可视化系统中导弹飞行姿态不逼真的问题,提出一种基于飞行轨迹的三维模型实时姿态调整算法.该算法使用建模工具构建导弹模型,通过地球坐标与地心坐标系转换、地面坐标系与弹体坐标系转换,利用导弹飞行的前后轨迹点求出导弹飞行姿态角,使用四元数旋转矩阵实时更新三维场景中三维模型飞行姿态.从飞行态势可以看出,算法模拟的三维模型的飞行效果流畅,实时性好,实际应用价值高.     

基于双滑模变结构的旋转靶弹双通道控制

针对旋转靶弹低空飞行姿态难以快速调整以及参数摄动的问题,基于内外环的双滑模变结构方法,设计了旋转靶弹的双通道控制器。基于非线性模型,对靶弹快速变化的攻角和侧滑角以及慢速变化的高度和偏航距离分别设计了一种积分型滑模面,并采用指数趋近律减轻系统的抖振,利用Lyapunov稳定理论证明其稳定性。非线性仿真结果表明,该设计控制方法能快速准确响应控制指令,且在参数摄动时表现出较强的鲁棒性。     

空空导弹越肩发射初制导转弯控制与仿真

针对空空导弹越肩发射初制导俯仰平面180°转弯,提出了一种基于最优控制理论的最优转弯方法,该方法是确定一个最佳推力方向角,使转弯完成时导弹的末端速度最大。建立了简化的用于姿态控制的姿态动力学模型,采用反作用喷气控制系统(RCS)设计了导弹的姿态控制律。对空空导弹180°转弯的飞行过程进行了仿真并给出分析结果。     

红外成像导引头随动系统建模与仿真研究

红外成像导引头是精确制导导弹系统的重要组成部分,导引头随动控制系统的性能决定着导弹的跟踪精度水平。为了提高其控制系统的动态性能和跟踪精度,设计了一种比例因子自校正模糊PID控制器并引入到导引头控制回路中。结果表明,与传统PID控制器相比,模糊PID控制器明显提高系统的动、静态指标,同时系统具有较强的适应性和鲁棒性。     

基于综合识别的高速飞行器自适应控制方法(英文)

针对高速飞行器的传统自适应控制方法中控制器参数获取时间长,辨识存在收敛性的问题,设计了一种基于综合识别方法的新型自校正控制方案。首先,由在线直接可测量构成特征模型的特征状态量,并以特征模型作为参考模型来设计控制器;其次,通过获得的特征状态量来在线调配对象系统的零极点,输出达到期望性能所需要的控制参数。仿真结果表明:该方法能较理想地实现在线自适应控制,保证系统良好的鲁棒性和快速性,同时在工程上易于实现。     

初姿标定在捷联惯导垂线偏差修正中的应用

分析了垂线偏差产生的原因及其对导弹落点偏差的影响机理,针对目前垂线偏差修正方法存在方法误差的问题,提出通过修改初始姿态角的方法对垂线偏差的影响进行修正.介绍了垂直发射时导弹初始姿态标定方法并建立了初始姿态角修正的数学模型.最后通过仿真计算验证了该方法的有效性.     

雷达校正的导弹捷联式惯性中制导性能分析

本文通过计算导弹导引头在中制导段末端的指向角误差来研究舰射导弹对付空中目标的中制导性能。在截获时间里导引头指向角误差是导弹导航位置和姿态误差的函数。通过研究自由惯性飞行和舰载雷达增强的惯性飞行,得到了导弹导航误差。还考虑研究了不同的调整技术,并把几个惯性器件的误差预算包括在性能分析中。根据舰载雷达在修正时问和间隔范围内而作的导弹位置修正是随参数而变化的。所获得的结果给出:相对于导弹一目标视线的导引头指向角误差是舰上的调整技术、导引头截获范围,雷达校正频率和惯性系统品质的函数。