防空导弹垂直发射转弯优化设计的新方法

防空导弹采用垂直发射方式时 ,最重要的要求就是导弹发射后在最短的时间内以最小转弯半径完成程序转弯 ,所以是一个快速最优控制问题 ,文章对连续系统的最优控制进行离散化 ,从而应用遗传算法对防空导弹垂直发射转弯程序进行了优化设计     

时延数字控制系统最优控制问题的离散正交多项式解法

本文利用一般的离散正交多项式研究了具有2s个时延项离散系统的最优控制问题。文中导出了系统状态和控制向量离散正交级数展开式中系数向量间的关系,然后,将离散动态系统的最优控制问题转化为直接对二次型性能指标中一组系数向量的参数优化问题,并由一组线性代数方程给出了这组最优系数向量的解。最后,还介绍了一个数值例子。     

诱饵干扰下无人机集群攻击阈值控制方法

针对诱饵干扰下无人机集群作战中的计算量爆炸,攻击阈值控制解算困难问题,给出了一种基于兰彻斯特方程和最优控制模型的无人机集群作战攻击阈值控制方法。从机载雷达的性能出发,建立作战双方兵力损耗的微分方程,从而构建改进兰彻斯特方程;以兰彻斯特方程为最优控制的状态方程,以无人机攻击阈值为控制变量,建立弹药约束下无人机集群空战的最优控制模型,并且证明一方剩余兵力的最大化等价于另一方剩余兵力的最小化;最后采用直接凸优化法对最优控制问题进行求解,并进行仿真验证。     

临近空间飞行器纵向逆控制系统设计

建立了临近空间飞行器无动力滑翔阶段的纵向运动模型,并应用动态逆方法推导了模型的逆系统.系统相对阶等于绕质心运动模型的系统阶数,实现了绕质心运动模型的线性化.为了克服纵向运动模型的隐动态和参数的不确定性,在内环动态逆控制器的基础上,设计了外环最优调节器.仿真结果表明:飞行器纵向逆控制系统可以准确跟踪俯仰角或攻角指令,并对参数不确定性和外界干扰具有较好的鲁棒性,具有工程适用性.     

UCAV空面多目标攻击三维轨迹规划技术

研究了单架无人作战飞机(UCAV)攻击多个地面目标的三维轨迹规划问题。首先,将问题形式化为一类特殊的旅行商问题(TSP),即带动力学约束的邻域访问TSP问题(DCTSPN)。其次,针对规划空间维度过高、搜索代价过大的问题,提出了一种基于概率路标图(PRM)的方法。该方法借鉴了基于采样的运动规划方法的思想,并结合多种组合优化技术,将原本连续状态空间中的轨迹规划问题转化为离散拓扑图上的路由问题。求解过程分为离线预处理和在线查询两个阶段。离线阶段采用Halton拟随机采样算法及Noon-Bean转换方法,将原问题转化为经典的非对称旅行商问题(ATSP);在线阶段根据战场态势的实时变化,快速更新路标图,然后采用LKH算法在线求解问题的近似最优解。为了保证生成的飞行轨迹满足平台的运动学/动力学约束,算法基于Gauss伪谱法构建了局部轨迹规划器。最后,以攻击时间最短为优化指标对算法进行了仿真实验。结果表明,本文提出的方法能够以较高的精度和在线收敛速度生成真实可行的、较优的多目标攻击轨迹。     

系统突变理论的战场描述终态条件及模型

分析经典的基于兰切斯特方程描述的作战过程,在此基础上,把数理战术学中的最优决策理论和系统学中的系统突变理论相结合,通过对作战双方微分方程的毁伤率引入士气参数,建立数学模型,提出系统突变条件下描述战场的终态条件,并利用此条件探讨最优控制条件下的策略,为进一步研究战争的形态提供理论参考。     

拦截高速机动目标分段最优制导律研究北大核心

能量管理是在远距离拦截高速、频繁机动的目标时必须要考虑的问题,因为此时不仅拦截弧段长、拦截飞行时间也更久,拦截制导律设计不能不计能量代价地跟随目标机动。通过将非线性弹目运动关系降阶,在运用最优控制理论的基础上,引入分段线性阻尼项,提出了一种针对高速、机动目标的最优制导律,可以满足终端碰撞角约束及能量管理需求。该方法得到的制导律可令导弹在拦截高速机动目标时,对目标机动的敏感度随弹目距离而变化,并分析了不同的分段线性阻尼对拦截弹道的影响。通过二维非线性仿真验证了制导律的性能。     

状态空间形式下的H∞优化控制问题

本文给出了控制系统的H~∞优化控制解的完全状态空间设计的方法。从普通控制系统出发,给出了一般非方4-块模型匹配问题的解。整个求解过程完全是在矩阵空间进行的。该方法便于计算机辅助设计,也便于系统的更进一步综合与分析。     

弹道式导弹自对准系统的随机最优控制

固定基座发射的弹道式导弹,可以利用三轴陀螺平台罗盘系统来实现全方位自对准。在考虑到系统噪声及测量噪声情况下,根据离散型线性随机系统最优控制的分离定理,实现平台罗盘自对准系统的最优控制。计算结果表明,所讨论的方法,可以在对准精度、对准时闻及对随机干扰信号的滤波作用诸性能要求方面,获得满意的结果。     

解最优控制问题的傅里叶技巧

对于连续最优控制问题,本文提出了一种新的数值技巧－傅里叶方法,我们用带未知系数－的傅里叶数级来逼近状态变量和控制变量,于是,系统方程和边界条件被参数化成一系列代数或超赵等式的约束,无穷维的最优控制问题也就被转化了关于这有限个参数的数字规划问题。