船舶航向非线性系统离散变结构控制

基于非线性模型研究船舶航向自动舵的离散变结构控制设计问题。通过状态反馈精确线性化方法设计了二次型最优滑模面,采用离散趋近律方法求得变结构控制律。研究结果表明,所设计的离散变结构控制器能够快速准确地跟踪设定航向,并对参数摄动和外界风浪干扰具有很强的鲁棒性。     

纯方位系统TMA非线性最小二乘法--工程数学模型与算法

在纯方位系统目标运动分析(TMA)众多方法中,非线性最小二乘法是较为实用的一种,由于其理论模型与选配的常规算法,在工程实施中仍嫌繁琐,因此,给出了线性化的最小二乘法,建立了工程数学模型与算法,并深入地研究了它的初值选取问题.最后,得出了非线性最小二乘法应用于纯方位系统TMA问题的研究结论.     

基于PXI总线的MLS模拟器扫描角度精确测量

利用PXI总线检测技术实现MLS模拟器扫描角度的精确测量.重点对模拟器中频数字化之后的信号进行内插、滤波等处理,以提高扫描波束信号的时间分辨率和减小线性化引起的定时误差.提出了采用多基准电平的扫描角度测量方法,利用加权取平均的方法来平滑干扰噪声对定时精度的影响,并给出了加权系数的具体选取步骤.实验结果表明,内插和滤波可以减小线性化引起的扫描角度计算误差,采用多基准电平的方法可以有效克服干扰噪声对扫描角度测量的影响.     

导弹俯仰通道制导控制一体化设计

根据弹目相对运动关系及导弹系统模型,建立了导弹俯仰通道制导控制一体化模型。利用反馈线性化方法将该模型转化成为可控线性系统,基于自适应反演控制方法设计了控制器对转换后的系统进行控制。仿真结果表明,制导控制一体化设计能够有效减小导弹脱靶量,缩短导弹系统响应时间。     

高超声速滑翔飞行器倾斜转弯分析及控制系统设计

倾斜转弯技术是高超声速滑翔飞行器控制的一个重要发展方向.针对高超声速滑翔飞行器倾斜转弯技术开展研究.以平衡滑翔弹道为参考弹道,分析了转弯半径、下降高度、倾侧角等参数之间的关系,提出在设计高超声速滑翔飞行器制导控制指令时,应综合考虑不同高度速度下的控制能力约束.根据奇异摄动理论将动力学系统的受控状态变量分为快变量和慢变量两部分,运用轨迹线性化方法设计了控制系统.仿真结果表明,设计的控制器具有良好的控制性能,但随着高度的增加,控制指令应结合实际控制能力,以完成对飞行器的姿态控制.     

扩张状态观测器的观测误差前馈补偿设计

在"总和"扰动模型未知的前提下,针对线性扩张状态观测器跟踪时变信号精度不高的问题,设计出一种前馈观测补偿器。在分析线性扩张状态观测器观测原理的基础上,通过对扰动项的线性近似、误差系统动态响应的忽略,在时域内推导出观测静差的量化表达式,进而使用扰动微分项的估计值替代真值对观测作前馈补偿。理论分析了替代的可行性,证明了补偿器减小观测误差幅值、超前校正观测相位滞后的作用。将这一补偿思想推广至非线性扩张状态观测器中。通过仿真对补偿器提高观测精度、加快误差收敛的有效性进行检验,实验结果进一步表明,补偿器的引入能显著提高整个自抗扰控制系统的控制精度,从而证明了这种补偿思路的可行性。     

Concise RLT forms of binary programs: A computational study of the quadratic knapsack problem

The reformulation‐linearization technique (RLT) is a methodology for constructing tight linear programming relaxations of mixed discrete problems. A key construct is the multiplication of “product factors” of the discrete variables with problem constraints to form polynomial restrictions, which are subsequently linearized. For special problem forms, the structure of these linearized constraints tends to suggest that certain classes may be more beneficial than others. We examine the usefulness of subsets of constraints for a family of 0–1 quadratic multidimensional knapsack programs and perform extensive computational tests on a classical special case known as the 0–1 quadratic knapsack problem. We consider RLT forms both with and without these inequalities, and their comparisons with linearizations derived from published methods. Interestingly, the computational results depend in part upon the commercial software used. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2010     

Single‐commodity stochastic network design under demand and topological uncertainties with insufficient data

Stochastic network design is fundamental to transportation and logistic problems in practice, yet faces new modeling and computational challenges resulted from heterogeneous sources of uncertainties and their unknown distributions given limited data. In this article, we design arcs in a network to optimize the cost of single‐commodity flows under random demand and arc disruptions. We minimize the network design cost plus cost associated with network performance under uncertainty evaluated by two schemes. The first scheme restricts demand and arc capacities in budgeted uncertainty sets and minimizes the worst‐case cost of supply generation and network flows for any possible realizations. The second scheme generates a finite set of samples from statistical information (e.g., moments) of data and minimizes the expected cost of supplies and flows, for which we bound the worst‐case cost using budgeted uncertainty sets. We develop cutting‐plane algorithms for solving the mixed‐integer nonlinear programming reformulations of the problem under the two schemes. We compare the computational efficacy of different approaches and analyze the results by testing diverse instances of random and real‐world networks. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 64: 154–173, 2017     

基于脉冲控制的末修弹飞行稳定性研究

脉冲力的瞬间作用会引起攻角和侧滑角的急剧变化,对末修弹飞行稳定性产生较大的影响.以线性化运动微分方程组为数学解析手段,对末修弹脉冲作用稳定性进行深入分析研究.数值仿真表明,采用小扰动法分析弹丸脉冲控制弹丸飞行稳定性是可行的.     

基于反馈线性化及滑模控制的俯冲机动制导方法

以高超声速飞行器为研究对象,针对俯冲段精确制导及机动突防问题,基于反馈线性化与滑模控制研究了机动突防滑模跟踪制导方法。首先设计纵向俯冲及侧向机动弹道,其次利用反馈线性化将非线性运动方程转化为线性方程,基于该线性方程利用滑模控制对已设计的弹道进行跟踪,最终将线性跟踪制导律转换到非线性系统中获得非线性滑模跟踪制导律,该制导律完全基于飞行器当前运动状态,所需的相对运动信息大大减少。CAV-H飞行器制导实例仿真表明,该方法能够实现俯冲段精确制导及机动飞行,且对初始及过程偏差具有较强的鲁棒性,能够为高超声速飞行器俯冲段制导提供有益参考。