基于扰动补偿的无人机无抖振离散变结构导引律

在复杂的电磁环境中,后方预警机对目标坐标的测量存在误差,加之目标的机动,使得传统的模拟导引律算法效果变差。传统的模拟信号导引律已不能满足将数据链的数字接收信号直接应用的要求。变结构控制以其良好的抗干扰性可以解决坐标测量误差和目标机动的问题,但传统的离散变结构算法在进入滑模后出现了抖振的现象,这样对电机是有害的。鉴于以上因素,为了进一步提高导引精度,提出了一种基于最优估计补偿扰动的无抖振离散变结构导引律。仿真结果表明,提出的离散导引律能满足无人机的战术指标要求。     

基于模型参考的无抖振离散变结构导引律研究

针对无人机加载数据链使得传统的模拟信号导引律无法直接应用的问题,提出了一种基于模型参考的无抖振离散变结构导引律.该算法利用变结构控制的鲁棒性来保证导引精度,在后方预警机对目标坐标的测量存在误差,或者目标机动等情况下也具有极强的抗干扰能力.并提出了一种无抖振离散变结构控制算法,克服了传统的离散变结构控制算法在进入滑模后出现的抖振现象.通过仿真实验证明提出的无抖振离散变结构控制导引规律能够满足无人机的战术指标要求.     

带落角约束的再入机动弹头的变结构导引律

针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律.该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响.通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探讨了利用遗传算法离线优化制导参数的可行性,检验了最优制导参数的制导效果对不同初始状态偏差的敏感性.仿真结果表明,与最优导引律相比,变结构导引律具有较强的鲁棒性,在干扰影响下仍能保持较高的制导精度.     

无人机数据链对雷达电磁干扰的适应性研究

通常评估电磁环境对数据链性能的影响是在"最坏"情况的假设下进行的,这对于由雷达辐射所引发的电磁干扰来讲,显得过于"严格",不仅不能反映数据链的实际适应能力,而且还可能引发系统的"过设计",造成不必要的浪费.基于雷达电磁干扰的时间离散性和数据链设计的时间冗余能力,给出了一种简便有效的电磁干扰综合分析方法.该方法通过天线耦合概率模型和干扰源与数据链间可能的最大耦合损失,可以计算出干扰概率或接收干扰脉冲数,并且可以与数据链容错能力进行比对,从而较为真实便捷地判断出数据链的环境适应能力.该方法还适用于任意形状方向图天线间的耦合分析.     

无人机数据链宽带白噪声电磁干扰效应研究

为评估无人机数据链在复杂电磁环境下的生存能力,对无人机数据链开展了宽带白噪声电磁干扰效应研究。基于数据链接收机的噪声干扰原理和评估方法,采用电磁干扰注入方法进行电磁敏感度试验。研究了数据链抗干扰系数随频率瞄准度和带宽覆盖比的变化规律,并分别从中频输出信号和数据链性能参数变化的角度分析了宽带白噪声干扰效应机理。研究结果表明,大功率的宽带白噪声压制式干扰在数据链射频前端产生非线性增益压缩效应,导致中频工作信号功率下降,其作用效果取决于干扰信号的频率瞄准度和带宽覆盖比;对于部分频带白噪声压制式干扰,存在一个使无人机数据链抗干扰性能最弱的干扰信号带宽覆盖比;在对数据链干扰效果相同的情况下,全频带白噪声压制干扰的带宽越宽,所需要的干信比就越高。     

舰载无人机雷达对抗的建模研究

为提高舰艇编队航行的成功率,需要携带有雷达干扰载荷的干扰机进行电子支援。应用无人机进行雷达干扰可以构成有人干扰机的重要补充,提高干扰效果。基于空间能量建立多部无人干扰机的干扰方程,根据模型采用MFC程序框架和OPENGL工具,对多部无人机的雷达干扰压制区域进行了三维仿真计算和绘制。仿真结果与理论分析一致。     

复杂环境中无人机数据链干扰效果预测方法

针对无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)数据链在地理环境、气象环境、电磁环境等构成的复杂环境中受干扰程度提出一种结合支持向量机(support vector machine, SVM)与功率准则的预测评估方法。首先对系统误码率以及干扰传播模型进行仿真,并针对两个单音干扰存在的情况获得仿真数据、划分干扰等级,得到学习样本;比较了特征归一化和特征降维这两种不同输入形式与4种不同核函数下的学习效果,获得了具有良好效果的预测模型;应用该模型并结合具体地理环境对实际场景进行干扰程度预测,结果与理论值相符,证明了方法的可行性和有效性;预测结果也可用于UAV航路规划与航路评估,具有很强的应用性。     

无人机数据链仿真测试平台构建技术的研究

针对通常采用飞行试验或野外拉距离试验仿真所具有的试验周期长,可重复性难,数据提取困难和试验成本高的特点,提出一种在暗室实现无人机数据链拉距离半实物仿真平台的构建方法,分析并构建了空间自然衰落,大气环境,飞机飞行姿态角等影响信号传输和接收的模型,同时采用了暗室链路标校的方法消除仿真试验条件,暗室试验环境对仿真结果带来的误差影响。仿真结果表明,理论计算功率和实际接收功率曲线趋势是一致的,从而验证了平台的有效性。     

基于直接力控制的导弹高精度末端导引方法研究

采用直接力控制的拦截导弹具有自身控制不连续、目标机动能力强、要求直接命中等特点，因此需要一种精度高、适应性强耳较睿脉冲发动机的导引律。以某型末端采用直接侧向力控制的反导导弹为背景，基于变结构控制理论设计了一种导引律，该导引律以可测量信息为基础，十分易于工程实现。最后进行了三维弹道仿真，结果表明：所设计的导引律攻击精度明显优于比例导引律，尤其是在目标机动较大情况下，保证了脱靶量在米级以内；所设计的导引律在制导初期对误差进行修正，因而末端弹道更为平直，同情况下所消耗的姿控发动机数目更少。此外，所设计的导引律基于较大交会角的拦截而非逆轨道拦截，因而发射阵地更灵活、发射准备时间更短。     

新型变结构控制律在导弹姿态控制系统中的应用

在对变结构控制理论研究的基础上，首先介绍了一种新型的变结构控制律的设计方法，该控制律在设计中引入了相平面中的状态轨迹与滑动平面的夹角，兼具连续控制律与非连续控制律的优点。本文中对该变结构控制方法进行了改进，扩展了其应用范围。最后将其应用于导弹姿态控制系统中的设计中，取得了良好的效果。     

一种前向拦截的非线性变结构制导律

前向拦截制导方法是将拦截器导引到目标轨道的前方并沿着和目标相同方向飞行而拦截目标.这种方法要求拦截器的速度低于目标的速度,可以解决拦截器导引头的气动加热问题.在建立了目标和拦截器的运动学模型基础上,基于李亚普诺夫稳定性理论,在考虑目标机动加速度未知的情况下,根据滑模变结构控制对干扰和摄动的自适应性设计了前向拦截非线性变结构制导律.通过拦截器拦截目标弹道的数字仿真验证了制导律的正确性.     

变结构自适应制导规律研究

由于变结构控制的滑动模态具有完全的自适应 ,不必全面研究系统的各种摄动及外干扰 ,而只需要根据高速度大机动目标的特点 :一个是机动 ,一个是高速 (包括速度变化 ) ,对两者实现自适应 ,把各种干扰及偏差的影响归入有关增益系数上加以考虑 ,在选择增益系数上进行了深入的研究。应用变结构自适应控制理论 ,推导出一种适用于导弹拦截高速度大机动运动目标的空间制导规律 ,该制导规律能将系统引向滑动面 ,并保持在滑动面上运动。因此将它应用于导弹跟踪标准优化弹道 ,经导弹拦截目标弹道数字仿真 ,取得了良好的结果。     

一类非线性离散时间系统的变结构控制

针对一类非线性离散时间系统，提出了一种基于神经网络趋近律的变结构控制方法。分别用两个神经网络自适应调整趋近律中的参数ε和δ，利用离散趋近控制律与离散等效控制律的偏差对网络权值进行更新，克服了常规变结构控制方法中需预先设定趋近律中参数的限制，既保留了传统趋近律设计方法的所有优点，又有效的改善了系统的动态品质，消除了系统抖振，使系统最终以理想方式在滑模面上运动。理论分析和仿真结果表明了所提出方法的有效性。     

变饱和状态柔性变结构控制系统设计

为了缩短控制系统的调节和整理时间,提出了变饱和状态柔性变结构控制系统设计方法。该方法在系统存在较大偏差时只通过线性控制器调节,在中等偏差时通过线性控制器和变饱和状态控制器一起调节,在小偏差时由线性控制器和由变饱和状态控制器转变的线性控制器一起调节,从而提高了对控制约束的利用。仿真结果表明:该方法在调节和整理时间以及跟踪精度上均优于滑模控制,而且控制信号平滑。     

一种新的离散时间系统的变结构控制方法

讨论了基于指数趋近律的变结构控制所存在的问题，分析了指数趋近律中参数的选择对系统状态的趋近特性造成的影响，提出了改进的离散变结构控制方案，该方案保证了系统状态在趋近过程中能够始终保持某一趋近特性，易于进行变结构控制设计，加快系统状态趋近速度的同时降低了抖振，仿真结果证明了该方案的有效性。     

离散模型参考变结构控制算法

针对离散时间系统的变结构控制问题,对常规离散变结构抖动产生原因进行分析,给出了改进的离散趋近律和滑动平面的选择方法,消除了抖振,缩短了趋近时间;提出了离散模型参考变结构控制算法,提高了系统的鲁棒性.仿真结果表明,该方法是可行的,减小了系统的抖动,并就保证了系统的稳定性.     

基于自适应变结构控制的机器人系统仿真研究

针对机器人系统的参数与非参数不确定性，提出一种新颖的控制策略。将自适应滑模变结构理论应用于机器人轨线跟踪控制，鲁棒增益自适应调整，Lyapunov直接法分析证明系统可实现全局渐近稳定。在保持渐近稳定性的前提下，引入平滑饱和函数，有效改善控制的暂态品质和震颤现象。仿真结果表明系统估计参数收敛，并有较高的鲁棒性和精确性。     

汽车ABS滑模变结构控制方法的研究

"边界层"法被认为是一种常用的有效的汽车ABS滑模变结构控制方法。"边界层"法虽然可以削弱系统的抖振,但是它同时也消除了滑模变结构控制的鲁棒性的优点,针对这一缺点提出了采用改进的指数趋近率的滑模变结构控制方法,该方法具有抖振小及良好的鲁棒性的优点。对采用该指数趋近率的汽车ABS滑模变结构控制系统进行了仿真研究。仿真结果表明,该方法在汽车ABS的控制中是有效的。