基于模糊理论的指令驾驶系统设计与仿真

指令驾驶系统能极大地减轻驾驶员负担并帮助驾驶员更好地完成飞行控制任务。研究了某型飞机在高度保持方式下引入指令驾驶系统的方案。对指针偏转规律采用模糊建模,进行了人机闭环系统仿真,并与自动驾驶仪的控制效果作了对比分析。结果表明,采用模糊建模,借助于自动驾驶仪系统在各种情况下的工作数据对模糊系统进行训练,从而得到的指令驾驶系统控制律是可行的。     

LOS稳定系统H∞优化设计

基于H∞混合灵敏度优化控制对坦克装甲战车瞄准线双轴稳定系统进行了设计.针对双轴稳定瞄准线系统高精度、宽频带控制要求,采用H∞范数作为性能指标,结合经典控制经验,讨论了混合灵敏度设计的加权函数选择问题,给出了具体选取原则.仿真结果证明了控制器设计的有效性.     

一种微型双轴转台控制回路的H∞设计方法

针刘微型双轴转台伺服控制系统的特点,提出一种H∞混合灵敏度PS/T设计方法,探讨了性能权函数和鲁棒稳定权函数的确定方法,并对设计的控制器进行了仿真对比分析.结果表明:H∞控制系统具有更好的伺服性能和鲁棒稳定性.     

H∞控制理论在雷达导引头伺服系统设计中的应用

基于鲁棒控制理论对雷达导引头伺服系统进行综合与分析,在建立系统状态空间模型的基础上,将雷达导引头伺服系统的综合问题归结为标准的H∞控制问题,通过求Riccati不等式的对称正定解得到H∞/混合灵敏度控制器,以保证系统的鲁棒性;同时,分析了采用H∞控制器的系统性能.仿真实验结果表明,用该方法设计的控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定效果,满足对雷达导引头伺服系统控制的要求.     

基于粒子群算法的H_∞混合灵敏度控制研究

针对步进电机存在负载摄动和失步超步问题,提出了一种基于粒子群优化算法的混合灵敏度设计方法。在H∞混合灵敏度约束下,采用粒子群算法寻找能够反映系统特性的适应度函数最优值,在搜索到合适的加权阵基础上,利用Matlab得到了H∞最优控制器,并利用优化控制器对步进电机进行控制仿真实验。实验结果表明：该系统具有响应快速平稳、抗负载扰动强等特点。     

制导炸弹滚转通道混合灵敏度鲁棒控制器设计

制导炸弹在大空域飞行过程中受到外界干扰和未建模摄动都较大,为了适应较大摄动,采用混合灵敏度方法来设计鲁棒控制器.首先推导了包含S/T/R的广义受控对象的状态空间模型,将混合灵敏度问题化为标准H∞问题.然后针对混合灵敏度问题中如何选取权函数的关键性问题,讨论了权函数选取的一般原则,提出了权函数选取的一般方法,并尝试给出权函数的一般形式.最后采用该方法对制导炸弹滚转通道进行了控制器设计,仿真结果表明:H∞控制器有较好的鲁棒性能,且比传统PID控制有更好的时域性能.     

传感器失效的飞控系统完整性控制器设计

从提高新一代战斗机可靠性和性能出发,提出对飞控系统传感器失效具有完整性的鲁棒容错控制器设计方法.采用状态观测器理论和H∞鲁棒控制理论相结合的方法,针对已知故障设计的控制器,在传感器正常和故障两种情况下,既保证闭环系统的鲁棒稳定性,又保证了闭环系统对于外界干扰具有要求的H∞范数指标.以某型战斗机为算例,考虑俯仰角速率传感器失效和阵风干扰,进行控制器设计,仿真结果验证该方法的正确性和有效性.     

有效飞机动力学转换对驾驶员诱发振荡影响

有效飞机动力学转换可能会导致人机闭环失稳,在特定条件下会引起驾驶员诱发振荡。针对此问题,分析了致使驾驶员诱发振荡发生的主要因素,构建了人机闭环系统模型,推导了人机闭环系统失稳数学模型。研究了引起有效飞机动力学转换的可能因素,并运用时域和频域分析技术对有效飞机动力学转换所产生的影响进行了分析。案例研究表明:有效飞机动力学转换后,在特定条件下可引发驾驶员诱发振荡,但由此引起的驾驶员诱发振荡可以采用相关方法进行抑制。在恰当的抑制方法作用下,由有效飞机动力学转换引发的驾驶员诱发振荡不会产生灾难性的后果。     

基于静态舒适性分析的装甲车辆驾驶舱人机匹配研究

基于人体骨骼结构分析,结合坦克驾驶员驾驶特点,建立坦克驾驶员的二维运动学模型;根据该二维模型的几何特性,建立人体各关节链的闭环矢量方程,并运用Newton-Raphson方法对方程进行求解;以求解计算结果为依据,分析不同身高尺寸的驾驶员对某型主战坦克驾驶舱的静态人机适应性。     

鲁棒D-稳定输出反馈H∞控制方法及其仿真

考虑了一类不确定系统的具有闭环极点约束的输出反馈H∞控制,运用基于线性矩阵不等式的方法(LMI),由二次D-稳定导出了鲁棒D-稳定的输出反馈控制器存在的充分条件和设计方法.该方法虽然具有一定的保守性,但求解方便有效,且易于扩展到多目标鲁棒控制.最后,仿真说明了该设计方法的正确性.     

H∞控制在机载光电跟瞄系统中的应用

机载光电跟瞄系统是一个受多种干扰影响的高阶复杂系统,其对系统的鲁棒性和抗干扰能力要求很高.H∞控制的特点是鲁棒性好,因此在对机载光电跟瞄系统研究的基础上,以方位回路的稳定控制为例建立数学模型,应用H∞控制和Kalman滤波相结合的方法设计控制器.仿真研究表明H∞控制器的控制效果良好,特别是模型参数摄动又有多种干扰作用时,性能虽稍有下降,但仍能有效跟踪.     

基于LMI的时滞分段仿射系统H_∞控制

研究了一类有时滞环节的离散分段仿射系统的稳定性及其H∞控制器的设计方法。提出了各时滞分段仿射子系统离散时间状态集的椭圆集表示方法,结合Lyapunov意义的稳定约束,以LMIs形式给出了闭环分段时滞仿射系统的稳定充分条件,从而将系统H∞性能指标最小问题转化成LMI的凸约束求解问题。最后,通过仿真实例验证了所提方法的有效性。     

导弹自动驾驶仪控制算法鲁棒性研究

以某型轴对称导弹为研究对象,在解耦和线性化的情况下,得到简化的数学模型。通过求解线性矩阵不等式(LMI)设计了状态反馈H∞控制导弹自动驾驶仪,采用模糊和变论域理论设计了变论域模糊PID控制自动驾驶仪。考虑飞行过程中的干扰、气动参数摄动,对两种自动驾驶仪的控制性能进行对比研究,仿真结果表明,二者皆能实现对导弹制导指令的有效跟踪,其中状态反馈H∞控制设计的自动驾驶仪在指令跟踪的快速性、准确性和抗干扰性上具有明显的优越性。     

无人机混合PID/H∞鲁棒着陆控制器

无人机在进场着陆过程中模型参数发生摄动,存在低空大气扰动和外界不确定性干扰等因素.基于无人机自动着陆性能要求,内环利用线性矩阵不等式凸优化方法,将鲁棒H∞控制转化为标准H∞控制处理,外环采用PID控制航迹,实现系统着陆轨迹的精确控制,有效抑制风干扰及外界不确定性干扰.所设计的控制律在顺风着陆和逆风着陆下分别进行仿真验证...     

鱼雷纵向运动二次型稳定H∞控制

讨论了二次型稳定H∞鲁棒控制理论及其在鱼雷纵平面航行控制中的运用.用模型的参数摄动来描述鱼雷纵平面航行模型的建模误差,设计了基于状态反馈的H∞控制器,并对系统进行了分析和仿真.所设计的控制器在被控对象存在一定范围参数摄动的情况下,仍能使系统保持预期的性能.     

机载布撒器混合H_2/H_∞变增益状态反馈控制

研究了一种混合H_2/H_∞变增益状态反馈控制方法。在矩阵多胞域内,给出了只依赖于多胞顶点且使闭环系统稳定及满足预定的H_2和H_∞性能的线性矩阵不等式条件,并得到了对应的控制器。该方法不受对象结构约束,且适用于参数快变系统。将该方法应用于机载布撒器俯仰通道自动驾驶仪设计,结果显示了控制器的有效性。     

非线性系统的鲁棒H∞输出反馈控制

研究了带有时变参数不确定的非线性系统的鲁棒 H∞ 输出反馈控制问题 ,此不确定性包含在所有系统矩阵中并受到某种积分函数限制。建立了非线性鲁棒 H∞ 控制问题与相应一般非线性系统的 H∞ 控制问题之间的等价关系 ,从而通过求解不包含参数不确定的辅助非线性系统的标度 H∞ 控制问题来获得非线性鲁棒 H∞ 控制问题的解。     

线性连续Markov参数跳变系统满意控制

针对Markov参数跳变的线性连续系统,研究区域极点/H∞指标的满意控制问题,利用Lyapunov稳定性理论及代数Riccati矩阵不等式技术进行满足区域极点、H∞约束指标的满意控制器设计,并利用线性矩阵不等式(LMI)方法进行优化、设计相应的反馈控制。最后以经历三次Markov参数跳变的直升机模型进行模拟仿真,验证相关结论。     

基于H_∞混合灵敏度方法的中频逆变器设计

中频逆变器和工频逆变器相比,在一个采样周期内采样点少了8倍,系统静差就很难消除。为了消除系统静差和克服参数不确定对系统性能的影响,针对400 Hz中频逆变器的特点,首先在建立系统数学模型的基础上,把负载和输出变压器漏感参数作为不确定因素,并基于H∞混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器;然后,对整个系统的稳定性进行了分析,并设计了一台10kW试验样机;最后,通过软件和样机对系统进行了仿真和相关实验,仿真和实验结果表明:所设计的控制器能够使系统有很好的动静态性能和鲁棒性。     

特征结构配置和H_∞鲁棒控制的飞行控制器设计

常规的特征结构配置(EA)方法不能同时满足系统频域设计指标和鲁棒稳定性的要求,而H_∞鲁棒控制理论在设计控制器时,并没有考虑系统时域性能。为此,基于特征结构配置和H_∞鲁棒控制,设计一种直观的控制器。该控制器以特征结构配置作为内环控制器,以H_∞鲁棒控制器作为外环控制器,使闭环系统能同时获得较好的时域动态特性、鲁棒稳定性以及指令跟踪性能力。通过对某无人机横侧向飞行控制的仿真,进一步验证了该方法的有效性。