一种高空拦截导弹的自适应滑模制导律设计

针对使用传统的制导律拦截高空高速机动目标效果不佳的问题,提出了自适应滑模制导律;首先给出了比例导引律的具体算法,然后采用变结构控制理论,结合时变系统的特点,应用滑模自适应趋近律的概念,设计了导弹的自适应滑模制导律,并对其进行光滑处理,削弱了绕滑模的抖动;通过具体的仿真实例,表明了该制导律有更优良的弹道性能和鲁棒性,所需的控制能量更少,脱靶量更小,制导精度更高,相比传统的比例导引律,具有更强的实用性和有效性。

针对机动目标的自适应滑模制导律研究

针对机动目标,推导了自适应滑模制导律,并证明了自适应滑模制导律的有效性和鲁棒性。基于某型导弹对抗机动目标进行仿真计算,仿真结果表明针对机动目标的命中精度很高。

一种大气层内拦截弹自适应滑模制导律研究

针对大气层低空动能拦截弹,结合导引头测量信息特点,设计了一种对付机动目标的自适应滑模制导律,并利用模糊控制理论,给出了消除抖动的方法。在此基础上,通过仿真计算研究了对螺旋机动弹道目标的拦截能力,结果表明该制导律能较好地抑制相对视线转率,同时可以基本消除由于目标机动所引起的制导律抖动现象,脱靶量满足直接碰撞的要求。

自适应滑模制导律仿真研究

推导了自适应滑模制导律,通过建立制导控制系统六自由度仿真系统,对自适应滑模制导律进行仿真研究。仿真结果表明,自适应滑模制导律针对机动目标的命中精度很高,证明了自适应滑模制导律的有效性和鲁棒性。

基于自适应滑模的重复使用运载器容错控制

针对重复使用运载器(RLV)等类飞行器存在外界干扰和执行机构故障等情况,提出一种基于姿态跟踪容错控制方法。在正常的运行模式下,姿态跟踪控制采用连续四元数反馈控制器。当系统中出现故障时,飞行器姿态将偏离参考轨迹,此时触发控制系统中滑动模态反应,使系统具有鲁棒性。通过选取适当李雅普诺夫函数,证明了所提出的控制律在存在故障的情况下是渐近稳定的。针对由于传感器干扰滑模面非零而导致的增益渐增,以及控制器性能下降问题,设计了一种具有自适应参数的自适应滑模控制律,使增益能够收敛到合理上界。最后,选取重复使用运载器再入段为对象进行仿真验证。仿真结果表明,采用有自适应滑模参数的控制系统,四元数跟踪误差能够达到10^-4量级。

基于自适应反演滑模控制的上田振子系统混沌控制

针对不确定混沌系统的控制问题,提出一种自适应反演滑模控制的方法。分析了上田振子系统模型的混沌动力学行为,采用自适应反演滑模控制器对此混沌系统进行控制。自适应控制方法可以实现对系统不确定性上界的估计,从而增强控制系统的鲁棒性和自适应性。仿真结果验证了此方法的有效性。

多元干扰下永磁同步电机滑模鲁棒控制

为了提高永磁同步电机转子转速在未知负载力矩和电路扰动等影响下的控制精度,提出了一种滑模鲁棒控制方法。首先建立了包含多元干扰的永磁同步电机转速模型,通过设计自适应干扰观测器来估计未知负载力矩的大小,并对其收敛性进行了证明,然后采用非奇异终端滑模面设计了鲁棒控制律,并引入滑模自适应律估计出电路扰动的大小,最终实现了对多元扰动下永磁同步电机的鲁棒控制。实验结果表明:提出的滑模鲁棒控制方法与自抗扰控制方法相比,具有更优的稳定性、准确性和快速性,转速和加速度的最大误差分别仅为0.05 r/s和0.005 r/s2,自适应干扰观测器的估计误差仅为0.1 N·m,滑模自适应律的估计误差仅为0.05 V,大大提高了永磁同步电机转动的控制精度。

高超声速战术导弹精确制导律设计

高超声速战术导弹以其固有的特点在高速目标拦截上应用前景巨大。如何针对高超声速战术导弹高速度、高不确定性的特点设计精确的制导律是导弹能否摧毁目标的关键。针对高超声速战术导弹和高速机动目标建立了相对运动模型,利用自适应滑模控制理论,设计了导弹的自适应精确制导律,并进行了仿真分析。结果表明,该制导律具有较好的控制效果。

高速永磁同步电机调速系统扰动抑制策略

为了提高高速离心压缩机驱动电机调速系统的抗扰性能,提出自适应非奇异终端滑模控制的无模型控制方法。设计自适应非奇异终端滑模控制律,引入速度误差变量,采用非奇异终端滑模面,使系统状态变量根据距离平衡点自适应调节,建立无模型超局部模型,设计速度控制器。以额定功率60 kW、额定转速45 000 r·min^(-1)的高速离心压缩机系统为对象,对方案的控制效果进行了验证。仿真结果表明:在电机参数发生摄动、负载产生扰动时,该方法可以有效提高系统抗干扰性,减小电机转速波动。

An adaptive backstepping sliding mode method for flight attitude of quadrotor UAVs

To overcome nonlinear and 6-DOF(degrees of freedom)under-actuated problems for the attitude and position of quadrotor UAVs,an adaptive backstepping sliding mode method for flight attitude of quadrotor UAVs is proposed,in which an adaptive law is designed to online estimate the parameter variations and the upper bound of external disturbances and the assessments is utilized to compensate the backstepping sliding mode control.In addition,the tracking error of the design method is shown to asymptotically converge to zero by using Lyapunov theory.Finally,based on the numerical simulation of quadrotor UAVs using the setting parameters,the results show that the proposed control approach can stabilize the attitude and has hover flight capabilities under the parameter perturbations and external disturbances.