微波光子W波段宽带雷达成像技术研究

W波段逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)具有成像分辨率高、成像距离远、体积小、重量轻等特点,适用于机载、弹载、星载等应用领域,是雷达系统中的一个重要的研究方向。微波光子技术由于具有高频、大带宽、低传输损耗等优势,是克服传统雷达面临“电子瓶颈”效应的主要手段。本文提出一种基于微波光子技术实现的W波段调频信号体制ISAR成像系统。在发射端,使用微波光子倍频技术实现了瞬时带宽为8 GHz的W波段线性调频(linearly frequency-modulated,LFM)信号生成。在接收端,基于微波光子去斜技术实现回波信号去斜处理。ISAR成像仿真结果表明,不同姿态下的目标轮廓清晰可辨。

弹性高超声速飞行器智能控制系统设计

针对气动舵受限下的弹性高超声速飞行器控制问题,提出一种基于神经自适应的智能控制方案。在速度子系统的设计过程中,为了降低对模型参数的依赖程度,应用强化学习算法在线调整比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制参数,给出智能PID控制策略。对于高度子系统,考虑气动舵的动态特性,利用神经自适应方法对模型未知函数及不确定项进行逼近。为了处理气动舵的约束问题,以非线性模型预测控制为优化分配模板生成大量样本数据集,经离线训练得到深度神经网络代替求解复杂优化问题和控制分配的过程。此外,通过引入自适应超螺旋微分器处理外部扰动,增强了系统的鲁棒性。利用Lyapunov方法证明了所设计控制器的稳定性,并通过仿真验证了所设计控制方案能够快速计算控制指令,实现高精度跟踪控制。

一种非仿射高超声速飞行器的智能控制方法

针对非仿射高超声速飞行器控制问题,提出了一种基于强化学习的非线性反步控制方法。首先,基于高超声速飞行器的非仿射模型,设计了基于反步法的鲁棒跟踪控制器;其次,鉴于该控制器的性能和鲁棒性对参数比较敏感,借助深度确定性策略梯度的智能控制方法,对控制器进行了参数在线调整和控制指令补偿;最后,通过理论分析和仿真结果验证了当存在额外扰动和未建模动态时,所提出的智能控制器仍能保证攻角稳健跟踪期望目标。