应用鲁棒动态逆和三时标分离的飞航导弹过载控制系统设计

选用普通舵系统来设计一种低成本高性能飞航导弹过载控制系统。这种情况下舵系统的动态特性将不能忽略。假设舵系统具有一阶动态特性，导弹的单通道（例如纵向通道）成为一个三阶的被控对象。应用三时标分离的方法将导弹动力学（含舵系统）分离为三个一阶的动力学子系统，这三个子系统分别对应于过载层（慢速子系统）、角速度层（中速子系统）和角加速度层（快速子系统），对这三个子系统分别进行动态逆控制设计，应用基于李雅普诺夫稳定性的鲁棒控制方法，分别设计出期望的慢、中、快动力学子系统，以保证动态逆控制系统对气动系数摄动的鲁棒稳定性。为了简化计算，对快速子系统的控制规律进行了近似处理。给出了各个子系统带宽参数的选择方法。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。

小灵巧炸弹离散鲁棒动态逆BTT控制器设计与仿真

以小灵巧炸弹为控制对象,从工程实际应用角度研究了非线性离散鲁棒动态逆BTT控制器设计问题。采用模拟化设计方法,将连续鲁棒动态逆BTT控制器离散获得了离散控制器。通过混合仿真较全面地验证了离散控制器的稳定性和基本性能:虽然比连续控制器的动态性能略有降低,但离散控制器的鲁棒性、解耦特性以及对信号噪声的干扰适应性等方面,仍然能够达到设计目标要求,这对于工程实际中常用的以计算机解算控制信号的方法来说具有重要实用价值。所设计的离散鲁棒动态逆BTT控制器,具有良好的工程应用前景。

自主水下航行器非线性鲁棒动态逆姿态控制系统设计

为了解决消除或减小动态逆控制中逆误差对控制系统性能的影响,针对自主水下航行器(AUV)姿态控制系统,设计一种鲁棒动态逆控制器,利用动态逆控制方法可以直接对非线性系统实现精确线性化的特点,将AUV姿态控制系统等效成一个含有不确定性但已经解耦的线性系统,采用H_∞回路成形方法进行设计。通过数学仿真,考虑模型参数以及水动力参数不确定性的情况下,该方法在一定程度上有效地抑制了逆误差的影响,使控制系统具有较强的鲁棒性。

鲁棒逆动态估计技术在飞行器控制中的应用

分析鲁棒逆动态估计(RIDE)方法的基本原理和控制器的设计方法,利用飞行器的线性化模型,求得控制器的各个增益,同时,利用动压对其进行调参。仿真表明,该方法能有效地应用于某飞行器的纵向控制。

飞行控制律全包线鲁棒稳定性评估

传统的飞行控制律评估方法只能对飞行包线内的离散点进行逐点分析,对不确定性参数也只考虑了上下界,分析过程缺乏完整性和系统性。针对这些不足,研究了基于一种改进遗传算法的分析方法,该方法将评估准则转化为某个适应度函数,通过对适应度函数寻优以找到最坏情况下的不确定参数组合,在其基础上进行评估并给出评估结果或控制律修改意见。仿真结果表明,该方法能连续地研究多个不确定性参数同时摄动时的飞行包线,克服了传统方法的不足。

考虑不确定复合控制系统动态特性的前向拦截三维导引律

为实现高空高速目标的精确拦截,研究了考虑直接力气动力复合控制动态特性及不确定性的前向拦截三维导引律设计方法。对采用复合控制的慢旋导弹的动力学模型进行了线性化处理,在气动舵控制的基础上设计连续直接力,然后对其进行离散化处理,避免复杂的控制分配问题。在三维弹目相对运动模型和不确定导弹动力学线性化模型的基础上,利用时标分离的思想将系统划分为慢变子系统和快变子系统,应用基于李雅普诺夫稳定性理论的鲁棒控制方法对慢变子系统和快变子系统分别进行鲁棒动态逆设计,得到考虑不确定复合控制系统动态特性的前向拦截三维导引律。对单通道控制和双通道控制的情况分别进行了仿真研究,验证了本文方法的正确性和有效性。

推力矢量无人机大机动非线性控制技术

为解决无人机在机动飞行过程中参数变化剧烈,各通道间非线性耦合严重,运动规律非线性特征明显的问题。本文通过将动态逆和H∞控制理论相结合,形成鲁棒动态逆控制方法对推力矢量无人机的大机动控制进行研究。采用新方法对机动飞行进行仿真,结果表明:鲁棒动态逆控制能够很好的实现对无人机机动的控制;控制过程中实现了推力矢量和气动舵的优化分配;相较于传统的线性控制,该方法对非线性系统的适应性更好;有效解决了单纯动态逆控制存在的对模型精度要求高、鲁棒性差的问题。可见,鲁棒动态逆能够更好的控制无人机完成机动飞行,优化推力矢量与气动舵的控制分配,且控制效果好,抗干扰能力强,对无人机在空战中的应用具有重要意义。

基于LPV系统的RIDE方法在横侧向飞行控制律设计中的应用

分析基于线性参变(LPV)系统的鲁棒逆动态估计(RIDE)方法的基本设计原理,利用飞行器的线性化模型,求得控制器的各个增益变量。对用该方法设计的飞行器横侧向飞控系统进行了仿真.仿真结果表明所设计系统满足既定的性能指标要求。