非线性奇异摄动系统的反馈线性化

研究了一类非线性奇异摄动系统的反馈线性化问题。首先,利用积分流形的概念,建立了原系统关于小参数的N阶近似系统,然后,讨论了N阶近似系统的线性化,导出了线性化变换的计算公式,并举例说明了方法的应用。     

基于自抗扰控制的高超声速飞行器再入制导律

鲁棒制导律设计是增强高超声速飞行器再入突防能力、提升飞行安全性的重要保障.针对多约束条件及多种气动参数摄动影响的高超声速飞行器再入轨迹抗干扰跟踪问题,首先,在标准轨迹制导的框架下,结合模型辅助线性自抗扰控制和基于航向角误差走廊的几何制导逻辑,提出了一种可满足纵向和横侧向平面制导任务需求的自抗扰再入制导律;其次,采用反馈...     

助推滑翔飞行器复合控制系统线性化小偏差运动方程推导与控制系统设计

助推滑翔技术是制导武器实现增加射程、提高机动突防能力的关键技术之一,对飞行器姿态控制有较高的要求,需要设计复合控制方式的姿态控制系统.针对采用空气舵与燃气舵联动控制的飞行器,建立了动力学模型,详细推导了完整的三通道线性化小偏差运动方程,结合典型弹道数据给出了动力系数图像,分析了助推滑翔弹道各飞行段中飞行器的稳定性,在此基础上选取再入段低空飞行特征点进行了姿控系统设计,仿真结果验证了线性化小偏差运动方程的正确性和控制系统的有效性,为进行此类飞行器的稳定性分析与姿态控制系统设计提供了有益的参考.     

机动目标一维距离像RAT法线性化补偿

研究了机动目标宽带线性调频脉冲回波全去斜率信号模型,根据速度和加速度的调频频谱展宽特点,提出了机动目标宽带一维距离像线性化调频回波模型,给出了Radon模糊图转换(RAT)法线性参数估计与运动补偿方法,并进一步分析了测速和测距误差.仿真实验验证了RAT法一维距离像线性化参数估计与补偿,表明该方法很好地解决了运动参数未知情况下机动目标的一维距离像频谱展宽问题.     

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。     

ESD EMP能量耦合线性化建模

针对利用非线性建模方法研究静电放电电磁脉冲(Electro Static Discharge Electro Magnetic Pulse,ESD EMP)能量耦合存在计算复杂、模型收敛性能较差的问题,基于ESD辐照实验提出了一种非线性系统线性化建模方法。该方法是将系统响应与激励间的非线性关系转化为线性关系后,利用带遗忘因子的递推最小二乘法进行线性回归来建立模型。首先利用3.5 k V ESD实验数据进行建模,然后应用3.5 kV、4.5 kV ESD实验数据进行模型验证,2种情况下的拟合度均达到94.303 3%。结果表明:线性化建模能有效降低建模难度,且模型精度较高,为ESD能量耦合研究提供了一种简便有效的建模方法。     

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.     

空间电磁对接鲁棒姿态控制

面向在轨服务的空间电磁对接技术具有广阔应用前景,但其姿态控制设计存在强非线性及耦合性问题需要解决,电磁/地磁力矩干扰姿态系统稳定。针对绝对/相对姿态动力学模型,分别采用反馈线性化以及鲁棒H∞控制综合方法、扩张状态观测器以及鲁棒H∞控制综合方法设计姿态控制系统。理论研究、对比分析两种控制策略特点,并通过仿真验证了所设计控制系统的可行性。理论研究及仿真结果表明:两种控制策略都是可行的,对模型参数变化及外界干扰具有较强鲁棒性;基于相对姿态动力学的综合控制设计方法能有效利用航天器相对姿态测量信息,且无需额外设计状态估计器。     

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.