基于脱靶量约束的捷联体制制导系统稳定域研究

针对导弹总体设计中捷联体制下合理选取制导系统隔离度指标的问题,提出了基于脱靶量约束的制导系统稳定域确定方法.首先分析了捷联相控阵雷达导引头隔离度寄生回路产生的原因,建立了含有隔离度寄生回路的比例导引制导系统模型;其次利用劳斯判据和伴随法确定了脱靶量约束下的制导系统稳定域,分析了制导参数对脱靶量约束下的制导系统稳定域的影响,并求得脱靶量约束下制导系统稳定边界的解析表达式和近似解;最后通过伴随法对确定的脱靶量约束下的制导系统稳定域进行仿真验证.研究结果表明,基于脱靶量约束下确定的制导系统稳定域满足脱靶量约束条件,可以用于指导导弹总体指标分配以及制导系统工程师对制导参数的选取.      

导引头隔离度寄生回路稳定性及测试方法

为研究导引头隔离度寄生回路稳定性,基于典型平台导引头建立了隔离度传递函数和隔离度寄生回路模型,提出了2种基于半实物仿真试验的寄生回路稳定性测试评价方法. 利用频域法解析分析了隔离度传递函数的特性,利用劳斯判据研究了制导参数与寄生回路稳定域的影响. 结合某红外图像导引头,在典型飞行条件下数值分析了隔离度传递函数特性和隔离度寄生回路稳定性能,并利用实验验证了隔离度寄生回路稳定性测试方法的有效性. 研究表明寄生回路稳定性最严重的区域位于中频段,制导参数和隔离度传递函数的幅相特性均对寄生回路的稳定性有重要影响.      

考虑天线罩误差的雷达导引头隔离度影响与UKF在线补偿

针对雷达导引头隔离度对导弹制导控制系统带来的严重影响,建立了包含天线罩误差在内的雷达导引头隔离度模型,对比分析了弹簧力矩、阻尼力矩及天线罩误差引起的隔离度寄生回路稳定性和时域频域性能,并研究了不同干扰输入条件下导弹脱靶量与隔离度幅值的对应关系,重点提出了一种基于无迹卡尔曼滤波（UKF）的隔离度在线补偿方法,并进行了仿真验证.研究结果表明,导引头隔离度的存在会削弱制导控制系统稳定性、降低制导精度,其中负的天线罩误差斜率影响最为严重;闪烁噪声输入下,负的天线罩误差斜率和弹簧力矩隔离度引起的脱靶量较大,而在目标随机机动输入下,正、负天线罩误差斜率隔离度引起脱靶量较大;所提出的UKF隔离度在线补偿方法分别在速度指向误差和目标常值机动输入下均能够同时估计出弹簧力矩系数、阻尼力矩系数和天线罩误差斜率,并实现了对隔离度的有效抑制,达到了改善制导性能,提高制导精度的目的.      

平台导引头隔离度模型辨析

通过对隔离度的产生机理进行研究,对比分析了基于惯性基准和基于弹体基准的隔离度模型之间的区别. 在基于惯性基准的隔离度模型基础上分析了干扰力矩对平台导引头隔离度的影响,并设计滞后校正降低了干扰力矩引起的隔离度. 研究结果表明,与基于弹体基准的隔离度模型相比,基于惯性基准的隔离度模型对隔离度产生机理的描述更为合理;在导引头稳定回路上增加滞后校正可以有效降低干扰力矩引起的隔离度.      

基于强迫振动的全捷联导引头隔离度在线抑制技术

基于全捷联导引头隔离度离线标定精度较差且难以有效抑制隔离度对制导控制系统造成的影响,提出了基于强迫振动的全捷联导引头隔离度在线估计与抑制算法,并研究了算法参数取值对估计和抑制效果的影响;针对隔离度抑制效果受测量噪声影响较大的问题,设计了基于卡尔曼滤波技术的改进方法.仿真结果表明,该算法可以实现对全捷联导引头刻度尺误差引起的隔离度的估计,将估计结果进行前馈补偿可有效抑制隔离度对导弹制导控制系统的影响.      

平方根滤波在捷联寻的制导系统中的应用研究

针对滚转迫弹,设计了基于数字平台的捷联寻的制导系统.应用等效转动矢量法解算弹体坐标系和惯性坐标系之间的姿态转换矩阵,消除了不可交换误差;利用捷联寻的导引头给出的量测信息,设计了捷联寻的制导系统的H∞平方根滤波器,估计出弹目相对运动等信息,用于迫弹的最优比例制导,导引迫弹飞向目标;基于H∞滚转迫弹非线性气动力模型的仿真结果表明,所设计的基于平方根滤波的捷联寻的制导系统能有效地对付机动目标.     

平方根滤波在捷联寻的制导系统中的应用研究

针对滚转迫弹,设计了基于数字平台的捷联寻的制导系统.应用等效转动矢量法解算弹体坐标系和惯性坐标系之间的姿态转换矩阵,消除了不可交换误差;利用捷联寻的导引头给出的量测信息,设计了捷联寻的制导系统的H∞平方根滤波器,估计出弹目相对运动等信息,用于迫弹的最优比例制导,导引迫弹飞向目标;基于H∞滚转迫弹非线性气动力模型的仿真结果表明,所设计的基于平方根滤波的捷联寻的制导系统能有效地对付机动目标.     

目标闪烁对制导精度的影响

分析了目标闪烁对寻的制导回路制导精度的影响.由于目标闪烁的频率通常小于或者与系统的频带相当,所以导弹无法滤掉此干扰信息,致使系统脱靶量增大.通过传递函数法实现对引入闪烁的比例导引制导系统回路脱靶量量纲一化,得到在闪烁输入下系统脱靶量与弹目相对运动速度无关,而与噪声功率谱均方根和系统响应速度的均方根成正比的结论.仿真分析表明,寻的制导系统由于闪烁带来的脱靶量将大于闪烁本身.最后针对某机载武器,通过引入影响因子来评价光斑抖动对制导精度的影响.     

同步闪烁干扰中闪烁频率的选取

通过建立单脉冲雷达导引头角跟踪回路模型,分析了同步闪烁干扰对单脉冲导引头角度、目标视线角速度测量的影响,研究了同步闪烁干扰对单脉冲雷达导引头角跟踪回路的作用机理.通过对同步闪烁干扰信号和角跟踪回路各组成部分带宽的分析比较,研究了闪烁干扰信号对角跟踪回路环节的作用实质.通过仿真验证了选取不同闪烁频率对角跟踪回路的影响效果,为同步闪烁干扰中闪烁频率的选取提供参考.     

天线罩影响下导弹制导系统的稳定性分析

分析了某类导弹系统的稳定性,研究了天线罩瞄准线误差斜率Ａ的摄动对寻的制导控制系统的影响。此影响只与天线罩瞄准线误差斜率的摄动量、导弹耦合回路传递函数的分子和弹体气动力时间常数有关。分析了天线罩误差对导引控制器设计的限制,得出了导引控制器设计的边界条件。对一类真实导弹模型（非线性时变模型）的试设计证明,对于超过此边界值的情况,很难设计出满足性能要求的导引控制器。     

基于神经网络的不稳定时滞对象控制

针对过程控制工业中的一类不稳定时滞对象存在的难以稳定、鲁棒性差、对输入的变化和扰动十分敏感的问题,采用了基于神经网络的双自由度控制结构.在利用内环控制器镇定对象并且提高系统反应速度、减轻输出的振荡的同时,结合Guillermo等提出的比例-积分-微分(PID)参数镇定区域理论优化设计外环BP神经网络控制器的学习范围、学习方式和初始参数,改善系统设定值跟踪和扰动抑制的性能,提高系统鲁棒性.仿真结果表明,即使在建模有误差的情况下,该控制结构仍能比传统双自由度PID控制有更好的控制效果和鲁棒性.     

运动光电成像跟踪系统视轴稳定伺服控制设计研究

在对运动光电成像跟踪系统瞄准线视轴稳定单速度环伺服控制结构分析的基础上，提出一种由速度内环和稳定外环组成的串级伺服控制结构，其中速度内环和稳定外环分别由直流测速机和速率陀螺构成闭环反馈．内环调节器采用由模拟硬件实现的有源PI校正，稳定外环采用积分自调整PID复合控制策略．理论分析表明该方法能够将系统抗摩擦力矩干扰和隔离载体扰动功能由内、外速度环分开实现，系统抗干扰性、参数变化敏感性等较单环控制有较大提高．在稳定跟踪模拟转台上的仿真及测试实验显示基于DSP实现的串级控制能够更有效地隔离系统中各种扰动影响，控制性能优于单速度环控制，验证了所采用控制方式的有效性．     

单、双速度环稳定控制回路的研究

本文以速率稳定平台为原型,介绍了单、双速度环稳定控制回路结构,分析了单、双速度环稳定控制回路的抗干扰性能。利用ADAMS软件建立速率稳定平台的样机模型,利用MATLAB软件建立单、双速度环稳定控制回路的传递函数模型,由两种软件联合对速率稳定平台的隔离度进行仿真,并对仿真的数据进行分析。     

基于FNNC的转速闭环变频调速系统研究

针对交流电动机这种复杂的被控对象,传统的PID控制器难以获得理想的控制效果。提出一种采用结构简单的BP网络构建的模糊神经网络控制器(FNNC),并将该控制器在VC 软件平台上编制成相应的控制算法,组成了由工控机为控制器的转速闭环变频调速系统。通过实际系统运行实验表明,笔者提出的基于FNNC的转速闭环变频调速系统,具有良好的动态性能和较强的抗干扰能力。     

扰动观测器稳定平台视轴稳定的控制方法

为提高运动载体上稳定平台的抑制扰动能力,考虑稳定平台伺服系统的机械谐振因素的影响,提出了带输出观测器的扰动观测器稳定控制方法,研究该扰动观测器的回路结构、输入输出关系、带宽和鲁棒稳定性问题。仿真结果表明:在振幅4(°)/s、频率5 Hz的正弦信号下运动载体视轴稳定精度小于0.04°。在参数摄动情况下带输出观测器的扰动观测器比反馈型扰动观测器具有更好的鲁棒稳定性。     

改进无差拍的永磁同步电机自抗扰控制策略

传统永磁同步电机（PMSM）矢量控制系统受到外界干扰时,容易引起转速、电流剧烈波动。基于这些问题,提出了基于改进无差拍电流预测控制（DPCC）的永磁同步电机自抗扰控制（ADRC）策略。首先,设计自抗扰控制器用于转速环,代替传统的PI控制器,自抗扰会根据扰动强弱自我调节;其次,将改进的无差拍电流预测控制用于电流环,提高了整个系统的控制精度;最后,在Matlab/simulink进行仿真,将速度环ADRC+电流环改进的DPCC,分别与传统PMSM矢量控制系统及速度环PI+电流环改进的DPCC进行对比,结果表明：与传统PMSM矢量控制系统及速度环PI+电流环改进的DPCC控制系统相比,速度环ADRC+电流环改进的DPCC控制系统的超调量更小,抗干扰能力更强。