飞航导弹四维精确制导仿真研究

以多弹协同制导律研究为背景,针对四维制导控制中的时间协同和空间协同问题进行了系统的研究.在原有的三维空间的基础上增加时间维,使导弹满足协同作战的四维制导要求.而到达时间的控制又与导弹的速度和飞行路径有直接的关系.在设计了高度速度解耦控制器并设计了BTT导弹协调回路、高度补偿回路、速度补偿回路之后,完成了四维制导控制系统的整体设计并进行了仿真试验研究,通过仿真验证了所设计的控制系统可以实现多弹协同作战的时间协同和空间协同问题.     

一种线性自抗扰控制器参数自整定方法

针对线性自抗扰控制器参数难于整定的问题,提出了一种基于动态响应过程时序数据挖掘的参数自整定算法. 算法以线性自抗扰控制器中线性误差反馈律的两个增益信号回路的动态响应为参数调整对象,通过改进变收缩系数的随机搜索算法进行参数整定,记录动态响应过程数据,基于关联关系挖掘得到控制参数调整策略应用于线性自抗扰控制器的参数自整定. 为验证本文提出的参数自整定方法的实际效果,以液压自动位置控制系统为控制对象,分别采用阶跃响应仿真和Monte Carlo实验进行对比研究. 结果表明,基于数据挖掘参数自整定的线性自抗扰控制器动态响应较好,鲁棒性较强,改进了变收缩系数随机搜索算法调整时间较长以及传统线性自抗扰控制器超调较大的缺点,是一种具有实用性的线性自抗扰控制器参数自整定方法.     

一种改进反坦克导弹高原适应性的非线性控制方法

为了解决某反坦克导弹高原飞行适应性的问题,从分析导弹的频域特性和制导系统参数出发,研究导弹在高原使用时的特性. 引入非线性控制方法,对制导回路纵向和横向通道的参数进行改进设计,用数字仿真对改进的有效性进行验证. 仿真结果表明,采用非线性控制方法进行设计能够有效提高制导系统在高原条件下的稳定性,改进后的导弹性能满足高原使用要求.     

基于参数自整定模糊PID算法的平地机行走速度优化控制系统设计

针对平地机作业时行进速度精度的滞后问题及控制参数,提出了基于参数自整定模糊PID算法的平地机行走速度优化控制系统,协调解决行进速度的滞后问题,并完成了将该算法应用在平地机的控制系统中.系统采用单片机作为行走速度的控制中心,为验证参数自整定模糊PID算法的有效性和可靠性,对平地机的行进速度控制进行了设定干扰信号的测试.通过Matlab软件的Simulink仿真,分析了不加PID的常规控制、PID控制、参数自整定模糊PID控制进行速度稳定控制的效果,测试显示响应时间短、响应速度较快,能够满足设计的要求.     

基于MATLAB/Simulink环境下的PID参数整定

针对PID参数复杂烦琐的整定过程这一问题,基于MATLAB/Simulink仿真环境,模拟工程稳定边界法的PID参数整定策略和步骤,提出了一种简单有效的PID参数整定方法.与通常的整定方法比较,其优点是非常直观、完全可视化操作、省去了编程的工作量.仿真结果表明该方法具有良好的收敛性,使得控制系统动态性能得到有效改善,并且很大程度上减少了工作量.     

飞航导弹四维精确制导仿真研究

本文以多弹协同制导律研究为背景，针对四维制导控制中的时间协同和空间协同问题进行了系统的研究。在原有的三维空间的基础上增加时间维，使导弹满足协同作战的四维制导要求。而到达时间的控制又与导弹的速度和飞行路径有直接的关系。在设计了高度速度解耦控制器并设计了BTT导弹协调回路、高度补偿回路、速度补偿回路之后，完成了四维制导控制系统的整体设计并进行了仿真试验研究，通过仿真验证了所设计的控制系统可以实现多弹协同作战的时间协同和空间协同问题。     

大气数据模拟器设计研究

基于某型无人机飞行控制系统仿真实验的要求,设计了一种可用于半物理仿真的大气数据模拟嚣,详细阐述了模拟器的实现方案和具体功能.针对气压控制回路的延时特性,采用了复合控制方式,使系统带宽达到飞行仿真系统的要求.仿真结果表明:该大气数据模拟器具动态性能好,稳态精度高,能很好地用于无人机飞行控制系统的半实物仿真.     

模糊免疫参数自整定PID控制系统设计及仿真

为了提高模糊PID控制器的控制性能,将模糊参数自整定与免疫进化算法相结合,设计了一种模糊免疫参数自整定PID控制系统。该控制系统首先利用模糊规则,在线调整控制系统的kp,ki,kd,利用免疫机理修正非线性函数f,然后利用免疫修正环节进一步调整PID控制系统的参数。数字仿真结果表明,新的模糊免疫参数自整定PID控制系统具有稳定性好、响应速度快等特点,具有很高的应用价值。     

PMSM伺服系统的PID控制器设计及仿真

分析了基于矢量控制的永磁同步电机(PMSM)数学模型,确定了交流伺服系统的电流环、速度环、位置环三闭环控制方案。采用结构简单、适应范围广和鲁棒性强的PID控制器实现系统的整定,给出了各环节参数的具体整定步骤。用Matlab对三闭环控制系统进行仿真,提出多环控制系统设计的要点。结果表明,位置伺服系统无超调、响应快、稳定性良好。     

柔性联结配重系统同步升降控制研究

钢丝绳联接的配重升降时,其同步控制对速度、响应、精度和平稳性等指标要求很高,且宽负载工况下,定参数PID难以满足控制要求.本文首先设计了变基准主从策略作为底层策略,实现系统设计的最大升降速度和精度.其次提出一种变参数PID自适应控制方法.该方法将参数Kp、Ki、Kd,按照整定规则作为代价项引入偏差目标函数,用于元启发算法适应度计算.对于搜索到的参数组(Kp、Ki、Kd),当代价项较小时,目标值较小,适应度较大.因此,算法能自适应整定参数以获得最小偏差值.分别采用遗传和粒子群算法进行实时参数整定、偏差优化和同步追随,并与定参数PID进行同步效果比较.仿真结果显示:变参数PID自适应控制方法适应宽负载工况,其精度、响应以及稳定性指标全面优于定参数PID.基于变基准策略的PID参数自适应控制方法能够实现大惯性系统的快速、稳定同步升降.     

空空导弹末端制导变结构导引律研究

 空空导弹末端控制(Endgame)段适用的导引规律,必须确保在目标实施最佳逃逸策略时,导弹以最小的脱靶量命中它。由于目标机动特性较难掌握,为了提高导弹的命中精度,在实际工程设计中,要求导弹飞行控制系统具有更高的机动过载和更小的时间常数。而直接力控制技术的引入,可明显提高导弹最大可用过载,减小导弹飞控系统时间常数。本文以比例导引律为基础,将目标机动视为未知的有界干扰,设计一种变结构导引律,利用变结构控制系统的干扰不变特性,克服目标机动的影响,实现目标有界机动条件下视线角速度的零化,使导弹飞行弹道在制导过程的中后段呈现出平行接近法的特性,以改善导弹制导性能。经对制导回路进行稳定性分析,对具有直接力控制与不具有直接力控制的制导系统分别进行仿真分析,表明在Endgame中,变结构导引律比一般的比例导引律脱靶量更小,引入直接力控制后效果更为明显。     

非线性PID控制在导弹纵向飞行控制中的应用

提出了结构简单的非线性PID控制方案.通过对导弹动力学特性的分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,弹道外回路采用非线性PI控制,姿态内回路采用非线性PID控制.仿真结果表明,该控制方案结构简单,并能在全空间内实现较高的控制要求.     

飞行模拟器操纵负荷系统内回路的逆模型控制

为了改善基于力回路的飞行模拟器操纵负荷系统的力感模拟逼真度,分析了内回路跟踪性能对力感模拟逼真度的影响;在基于结构不变性原理抑制多余力的基础上,提出了比例结合前馈逆模型补偿的复合控制策略,在不影响内回路稳定性的前提下,该复合控制策略能有效拓展内回路的频宽.仿真结果显示,该复合控制策略提高了内回路的跟踪性能.在基于RT-LAB的快速原型控制实验平台上进行了半实物仿真实验,结果表明该控制策略可以明显改善内回路的跟踪性能,从而显著提高操纵负荷系统力感模拟的逼真度.     

定量反馈在导弹飞行控制中的应用

研究定量反馈理论(QFT)在导弹飞行控制中的应用,结合自抗扰控制(ADRC)算法对某型号导弹的飞行控制系统进行了设计.通过仿真和鲁棒性验证,以及对PID控制算法和自抗扰控制算法的分析比较,表明设计出的控制系统具有很好的响应特性和鲁棒性.ADRC输出响应的超调小于PID控制,但快速性略差于PID控制.采用ADRC算法设计导弹纵向控制系统的高度保持回路可以得到良好的跟踪效果,其中对升降速率的跟踪几乎没有超调,显示了良好的动态性能和稳态性能.      

基于EKF的无人机飞行控制系统故障检测

无人机飞行控制系统是一种典型的多传感器闭环控制系统,其执行机构与传感器故障会严重影响系统的安全性与可靠性,针对无人机飞行控制系统故障检测问题的研究具有重要的意义.本文考虑了一类无人机闭环非线性飞行控制系统的故障检测问题,针对风扰动影响下无人机纵向非线性系统模型,设计基于扩展卡尔曼滤波器的残差产生器,并应用χ2检验对残差进行评价,实现无人机闭环控制系统的故障检测.同时,基于某型无人机Simulink仿真平台进行仿真实验.结果表明,所提出的方法能够实现空速管堵塞故障和升降舵部分失效故障的检测.     

某导弹突防的三维视景仿真与研究

以导弹的位置、姿态等数据为基础，研究导弹能否有效地利用敌方防御雷达的死区，躲避敌防御系统的袭击，并通过Vega-Creator-VC 仿真开发环境，实现导弹从发射、飞行至攻击目标的视景仿真，同时提出了三维对象建模中的关键技术、模型驱动中视点的变化和部件运动、场景处理中特殊效果的实现。本三维仿真系统符合仿真系统三维化的发展趋势，符合虚拟现实的要求，为导弹突防提供了逼真的三维场景。     

基于Visual C++和Vega的导弹虚拟飞行仿真系统

论述了一种基于Visual C＋＋和MultiGen Vega环境开发虚拟现实仿真系统的方法,阐述了基于MFC的虚拟现实仿真系统开发过程,并以导弹飞行系统为实例,完成了基于Visual C＋＋和MultiGen Vega的反坦克导弹飞行仿真系统的开发研究.结果表明了该方法的可行性和实用价值,利用该系统可使设计人员直观地观察导弹的飞行过程、飞行姿态和目标的运动,有利于导弹飞行弹道设计.     

弹载电动舵机幂次滑模反演控制

针对高频响弹载电动舵机系统存在的齿隙非线性、参数时变、未知扰动等问题,提出一种幂次型快速Terminal滑模反演控制策略.设计连续可微函数逼近齿隙非线性环节的死区模型,建立拟合系统的状态空间模型并划分为3个子系统进行控制设计.采用反演控制思想设计快速幂次Terminal滑模控制器,内环采用直接转矩控制控制策略,提高响应速度.应用Lyapunov方法证明闭环系统跟踪误差的有限时间收敛特性,实现了对齿隙非线性的精确补偿.实验结果验证了所提出控制策略的有效性,与反演控制和PID控制策略相比,弹载电动舵机的控制精度、收敛速度及鲁棒性有显著提高.      

基于改进反步法的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

四旋翼无人机是一个欠驱动、强耦合、高度不稳定的非线性系统.无人机系统的鲁棒性和抗干扰能力是飞行控制的关键问题.在经典反步控制(classical backstepping control,CBC)方法的基础上,增加了误差积分和饱和函数,设计了积分饱和反步控制(integral saturation backstepping control,ISBC)策略,用于抵抗无人机飞行过程中受到的常值干扰和变值干扰.系统的稳定性由Lyapunov稳定性定理证明.在MATLAB/SIMULINK环境下做了轨迹跟踪仿真实验.仿真结果表明,相比CBC控制策略,ISBC控制策略对四旋翼无人机系统有更好的抗干扰能力和优越的鲁棒性.     

反坦克导弹与坦克系统攻防策略研究

为提高反坦克导弹适应各类对抗环境的能力,提出了应用微分对策理论于导弹控制器设计的新思想;建立了导弹-坦克的微分对策模型,并对其进行了数值求解;此外,还讨论了如何将目标机动、导弹气动力变化等因素引入到导弹的飞行控制回路之中的问题;通常的经典反馈控制只能适应单一的飞行条件而不能满足导弹受控响应特性在飞行过程中变化很大的问题,提出了改善的途径,为研究导弹的智能控制飞行提供一些有用的参考数据。