坦克稳定器状态补偿控制研究

基于状态观测、补偿理论，设计坦克稳定器控制系统。通过遗传算法优化控制器参数，结合Monte-Carlo随机试验方法，进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明在考虑系统的本质非线性环节、高频低幅外扰的情况下，所设计的控制器比PI控制具有更高的精度，更小的超调量，比滑模控制具有更强的扰动抑制能力，并且克服了本质非线性环节的影响，具有快速随动、稳态无静差、扰动不敏感的性能。     

坦克炮控系统关联参数测试精度建模仿真分析

叙述了坦克武器系统的发展历程及其炮控系统定型试验项目,介绍了炮控系统性能参数测试系统的组成及工作原理,提出了坦克装甲车辆武器系统定型试验中,炮控系统关联参数测试时存在测试精度超差问题,通过建模仿真手段,建立了基于光纤陀螺的角位移测量误差模型,分析了影响测量精度的主要因素,给出了测量误差补偿方法,经试验验证,补偿方法合理可行。

Abstract：

Progress history and gun control system （GCS） approval test items of tank weapon systems were proposed. Composition and working principle of GCS performance parameter test system were introduced. The problem of GCS relevant parameters measuring accuracy running out of tolerance in tank armored vehicle weapon system approval test was put forward. Angle measuring error model based on FOG was modeled and the major influencing factors of measurement accuracy were analyzed by the means of modeling and simulation. Compensation process of measuring error, which was verified by experiment to be rational and feasible, was given out.     

坦克炮控系统矢量调制型直接转矩控制研究

介绍了坦克炮控系统中对交流电机的一种新型控制策略,并在基本型直接转矩控制方法上进行了改进设计.完成了基于空间电压矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制的仿真研究,结果表明新型直接转矩控制技术对坦克火炮具有优良的控制性能.     

具有不可测动态不确定性非线性系统的控制

针对具有非线性不确定性、不可测动态不确定性和参数不确定性的非线性系统,结合反演提出了自抗扰控制器。与现有的鲁棒自适应控制方法不同,该方法不区别不确定性的类别,构建了扩展状态观测器来处理总不确定性;同时为了避免传统反演设计过程中的计算复杂性,构建了微分器;此外,引入了动态信号来主导不可测动态不确定性。最后利用李雅普诺夫稳定性分析证明了设计的控制器可以保证系统输出收敛到参考信号的残集内。仿真结果验证了该算法的有效性。     

三维视景下战车炮控系统仿真技术研究

在简要介绍了战车炮控系统工作过程及其特点的基础上,阐述了该系统在三维视景下稳定工作过程和瞄准工作过程仿真的基本方法,并以某型坦克装备的炮控系统为例,给出了瞄准过程的数学模型,推导了相关模型的差分方程形式,并讨论了参数选择和计算步长的选取问题。仿真实验结果证明,该基本技术与方法不仅工程实践上可行,同时可以极大地增强三维视景下的真实感。     

舵机自抗扰控制应用研究

根据制导武器电动舵机的使用特点,研究了将自抗扰控制用于舵机控制回路的设计方法.给出了自抗扰控制器的设计算法,分析了其控制特性,并在实际系统中进行了仿真实验.实验结果表明,和PID控制器相比较,自抗扰控制具有更好的动态性能、稳态精度以及抗干扰能力.     

基于串级LADRC设计的旋翼无人机航迹跟踪控制

针对复杂环境下,四旋翼无人机航迹跟踪精度易受风扰的影响,设计了串级线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)双回路控制系统。外环为位置回路,针对风扰采用3阶LADRC设计;内环为姿态回路,针对执行机构的动态特性,采用4阶LADRC设计。仿真对比串级LADRC和串级PID两种控制方法,结果表明,两种方法虽然都实现了四旋翼无人机航迹跟踪控制,但是在各种复杂风场扰动、内扰作用的情况下,串级LADRC能够克服复杂扰动的影响,精度更高、抗扰性更好、鲁棒性更强,且待整定参数不多,十分符合工程实际的需求。     

自抗扰控制在火电厂主汽温控制中的应用

针对火电厂过热汽温控制系统的大滞后、大惯性以及动态特性随工况变化的不确定性等特点，本文提出了ADRC过热汽温控制方案。该方案采用导前温度信号作为辅助反馈信号，构成串级ADRC-PID／ADRC双回路控制系统。在电厂过程仿真平台STAR-90上的实验结果表明，用这种方法建立的过热汽温控制系统，具有较好的控制品质和较强的自适应能力。     

基于综合非线性控制方法的飞行控制律研究

应用神经网络控制与动态非线性阻尼控制综合的非线性控制方法对飞行控制律进行了研究.首先使用反馈线性化方法作为基础控制律实现飞机的非线性控制,然后使用神经网络控制与动态非线性阻尼控制综合的控制方法进行补偿,以提高非线性飞控系统的鲁棒性.在以某型推力矢量飞机为对象的仿真中,当出现舵面损伤及一类舵机故障时,这种方法显示出很强的补偿能力.     

时滞系统自抗扰滑模控制

针对含输入端未知时延的时滞系统,利用坐标变换设计了三阶非线性反馈扩张状态观测器。扩张状态观测器能够同时估计变换后的系统状态和输入端总扰动信号,非线性反馈具有快速收敛性。通过对时延环节的一阶近似,时滞系统被转化为带有未知函数的二阶非线性不确定性系统的输出反馈控制问题。在此基础上,设计基于跟踪微分器和扩张状态观测器的二阶滑模控制器,实现了输出信号的快速精确跟踪。数值仿真结果验证了所提出控制算法的有效性。     

坦克高低向炮控系统直接自适应控制方法研究

提出了某坦克火炮高低向稳定系统的直接自适应控制方法,应用基于CGT的直接自适应控制原理,采用结构分解的方法,将被控对象中严格正实部分和其余部分分解开来,分别对它们设计基于CGT的自适应控制器和鲁棒控制器,从而实现对火炮高低向的控制。该算法无需辨识系统的参数,结构简单,对参数变化的适应能力强。仿真实验表明,这种方法正确可行。     

车载火炮系统动力学仿真

主要对履带车辆在粗糙地面行驶时车载火炮系统的振动问题进行了动力学建模与仿真,主要有:通过基于三角函数相位的随机抽样法建立双侧不平地面模型、建立三维车体、双侧任意车轮、任意位置座椅在内的坦克底盘的振动模型、车体与火炮的相互作用模型。本文的分析方法将履带车辆的振动对火炮运动的影响体现出来,更加全面和客观的反映了履带车辆行进过程中火炮的运动机理。通过对不同参数的模拟结果进行分析,能够定量的得到各参数变化对车载火炮系统在行进间振动与射击的影响程度,这对于车载火炮系统的设计与优化有着积极的作用     

基于递推最小二乘法的炮控系统参数辨识仿真

炮控系统内部结构复杂,机理建模很难建立其较为客观的数学模型,针对这一问题,提出用递推最小二乘法对某型战车炮控系统辨识建模.首先对试验进行了设计,测得了某种工况下的炮塔速度阶跃输出曲线,并用跟踪微分滤波器对所得曲线进行了去噪处理,找出了被控对象的输入输出数据;其次运用递推最小二乘法对假定模型进行了模型参数估计,得到了被控对象的模型参数;最后用阶跃响应性能指标误差评价法对模型的有效性进行了验证.结果表明,该方法能准确地实现炮控系统的模型辨识,所建模型是有效可行的.     

伺服系统中齿隙非线性的自适应补偿

齿隙是影响机电伺服系统动/静态性能和稳定性的一个重要因素.为了减小其不利影响,提出了反步自适应齿隙补偿方法.依据Lyapunov稳定性理论,应用反步积分方法,通过逐步递推选择Lyapunov函数,设计了基于状态反馈的自适应控制器.理论分析以及与传统PID控制的仿真结果比较表明,该方法显著地降低了齿隙对伺服性能的影响,从而提高了系统的跟踪精度和鲁棒性.     

新型舰炮综合火控系统仿真技术

文章在分析了舰炮火控系统的发展需求和现状的基础上，简述了发展新型舰炮综合火控系统的必然性及特点。在此基础上，主要介绍了用于该系统原样研制的半实物仿真系统的用途、组成和功能，重点介绍了该仿真系统的数学模型。最后展望了在该系统全过程应用仿真技术的发展思路。     

双阀补偿反馈控制在通用施力加载装置中的研究

从理论上分析了通用施力加载装置存在多余力的特点及其对系统控制性能的影响，并通过对多余力产生机理的分析提出了采用双阀补偿反馈控制来抑制多余力的方法，分析与仿真结果表明，双阀补偿反馈控制对克服系统多余力有很好的效果，可以大大提高系统的鲁棒性和跟踪性能，较理想地实现了通用施力加载装置的多余力抑制。     

机枪系统建模与动态特性仿真研究

介绍了实体有限元模型建立的一般过程，以某型机枪为例建立了其发射状态下人-抢-土壤耦合系统有限元模型，分析了其固有特性，并求解其在连发状态下的动力响应，所得结论与实验结果相吻合，验证了有限元模型的正确性。同时，通过模态分析，找出了对武器射击精度影响比较大的结构单元，为结构动力修改、提高武器射击精度奠定了理论基础。     

面向对象Petri网在舰炮武器系统建模中的研究

研究并实现了一种基于Petri网的系统建模方法，它将面向对象技术与Petri网相结合，从而综合了两种方法的优势，降低了Petri网模型的复杂性，增加了Petri网的应用范围。舰炮武器系统是一种大规模的、复杂的并具有并发性、分布式、非确定性等特点的系统，因此我们应用面向对象的Petri网(OOPN)对其进行了建模。通过对舰炮武器系统的建模，我们发现面向对象的Petri网建模方法可以有效的降低系统模型的规模和复杂性。