基于虚拟力分析的全柔性共轴旋翼无人机路径跟踪方法

随着无人机作业工况复杂性的提升,对其控制精度提出了更高要求,需结合多种因素对无人机控制系统和结构特性进行建模并开展改进研究。该文章提出了基于虚拟力分析的全柔性共轴旋翼无人机路径跟踪方法:首先,基于旋翼柔性变形的受力形变模型构建全柔性共轴旋翼无人机动力学模型;然后,依据虚拟力分析方法制定虚拟力反馈控制律,并利用长短时记忆网络实现基于虚拟力反馈无人机路径跟踪;最后,开展模型特性分析及仿真实验,验证了所提方法在抵抗外界干扰方面具有有效性和鲁棒性。

考虑探测效能的空空导弹分布式协同中制导律

本文以多枚空空导弹逆轨拦截高速运动目标为背景,提出了一种以协同探测为终端约束的分布式协同中制导律.通过对误差源和误差传递链路进行分析,建立了中末交班概率计算模型,基于虚拟导引点研究了协同视场拼接方法.在视线法向,针对位置协同和角度协同等约束条件,设计了基于高斯伪谱法的最优制导律.在视线方向,基于二阶多智能体一致性理论,设计了分布式时间协同制导律,构造李雅普诺夫泛函证明了该方法可使系统在有限时间达到稳定,并推导出了一致性时间上界.仿真结果表明该制导律可使多弹以各自期望的视线角同时到达指定交班区域,实现视场拼接、协同探测的需求,有效提高了中末交班概率.

基于虚拟领航者的无人机一致性编队控制

针对二阶一致性理论的无人机编队控制问题,以固定翼无人机为研究对象,提出了一种改进二阶一致性算法的无人机编队控制策略。通过引入虚拟领航者构建能够直观描述编队队形的相对运动坐标系,从水平与纵向相解耦的无人机运动学模型出发,同时考虑无人机系统的性能约束条件,对一致性算法进行了改进。针对无人机在不同飞行场景下的队形变换,基于KM算法设计了编队变换时编队成员位置的再分配策略,并采用改进L_(1)制导律作为虚拟领航者的航迹跟踪方法。最后通过仿真验证了本文所设计控制方法的可行性和有效性,仿真结果表明该方法可以在满足无人机系统性能约束的前提下形成稳定编队,同时在多种飞行场景中快速进行队形变换及拓扑切换并消除位置误差。

高超声速飞行器非仿射模型的预设性能反演控制

针对高超声速飞行器高动态、快时变、强耦合、不确定与多约束的非仿射模型,设计了一种无需估计和逼近的新型预设性能反演控制方法.首先将高超声速飞行器纵向运动模型分解为速度子系统和高度子系统并表示为非仿射形式,并对两个子系统分别设计新型预设性能反演控制器.所设计的控制器不再需要虚拟控制律对时间反复求导,从而避免了"微分膨胀问题".其次通过设计性能函数,保证跟踪误差限定在预期范围内,使控制器具有满意的动态性能和稳态性能,同时明显降低了计算量.最后,通过仿真验证了控制器的有效性及可行性.

基于虚拟控制律的智能车辆纵横向联合控制策略

综合考虑智能电动车辆动力学方程中轮胎纵、横向力之间的耦合,使得纵向和横向控制器耦合在一个相互联系的控制结构中。纵向控制器基于串级控制结构,用于速度跟踪和力矩控制。基于纵向滑动率和控制力矩的虚拟控制律跟踪时变的纵向速度,设定时变控制矩阵的时变项边界从而获得纵向控制稳定的条件;提出一种跟踪期望横摆角横向控制方法,在车辆当前行驶位置和道路预瞄点之间实时规划逼近目标路径的虚拟路径。采用基于上界的滑模变结构策略跟踪期望横摆角,使车辆实现自动驾驶,参考速度由给定跟踪路径获得。横向控制基于静状态反馈控制、期望横摆角度控制及期望横摆角控制通过Matlab/Simulink仿真对比,验证了联合控制策略的有效性。

基于领航位置信息的AUV三维编队控制方法

研究了自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)三维环境中编队控制问题,应用领航-跟随式队形控制方法,仅利用领航者的位置信息及期望编队队形得到虚拟机器人的航行轨迹及速度信息,作为跟随者的航行参考量,应用反步及滑模控制方法为跟随者设计自适应控制律,使其轨迹收敛于虚拟机器人的轨迹,从而与领航者保持期望位姿关系。随后,在具体AUV动力学模型上,利用MATLAB/SIMULINK平台进行了编队控制的仿真研究,实现了预期的控制效果,验证了算法的有效性及实用性。

带落角约束的虚拟目标实时轨迹生成算法

针对导弹带落角约束条件打击目标的要求,在纵向平面内,根据导弹和目标的实时运动轨迹,提出了一种虚拟目标实时轨迹生成算法,并且给出了该算法中所需要的目标实时位置信息的估算方法。仿真结果表明,以该算法得出的虚拟目标轨迹作为导弹的跟踪对象,采用变结构导引律能满足落角约束条件,并且能够提供很高的命中精度,从而证明了该算法的正确性和有效性,为带落角约束条件打击目标提供了一种新的思路和途径。

闪光焊机的移动控制策略与仿真分析

为了在实物样机制作前对焊机移动控制策略进行研究,建立了无头轧制系统及移动式闪光焊机的虚拟样机,根据系统对移动焊机的作业要求,采用了速度和位移分段控制方案;为了保证焊机前进行程中的同步跟踪性能、减小焊机与轧制坯间的机械耦合、提高焊机的抗干扰能力,提出了基于人工免疫调整机制的单神经元复合控制策略。仿真分析表明,速度和位移分段控制保证了焊机前进行程的速度和返回行程的位移要求,单神经元复合控制可以有效地提高焊机对轧制坯的同步跟踪精度,人工免疫反馈机制可显著增强焊机的抗干扰能力。

带落角约束的反舰导弹变结构中制导律研究

基于虚拟目标的概念，提出了一种带落角约束的变结构中制导律。反舰导弹从各种不同的高度进行发射，在该中制导律的控制下均能成功地实现大空域变轨弹道。在大空域飞行中，反舰导弹的法向过载也比较。最后进行了大空域变轨弹道的仿真，仿真结果证明了所提出的变结构中制导律的有效性。

一种多约束条件下的三维变结构制导律

针对现代空地导弹多约束、高精度制导的基本需求,从末段精确制导问题的三维数学模型出发,利用虚位移概念构建弹目相对运动关系,结合滑模变结构理论的基本特点,推导出一种满足制导精度、落角和入射角多约束条件的三维变结构制导律。并利用滑模理论构建非线性观测器,对未知量进行估计和预测。最后通过典型弹道的仿真,验证了本文提出的制导律的良好性能和较强的通用性。结果显示该制导律具有较强的鲁棒性和自适应能力,能较灵活地解决各约束量间的平衡关系。

轮式机器人轨迹跟踪控制系统的设计

针对轮式机器人轨迹跟踪控制系统误差收敛速率低、精度和实时性差的问题,采用反演控制算法并结合李雅普诺夫稳定性分析方法对轮式机器人的轨迹跟踪系统进行了优化设计;建立了轮式机器人轨迹跟踪控制系统的运动学模型,并对该模型进行位置偏差分析;在反演控制算法中引入了分部虚拟控制量,并分析和设计了其他间接受控量,提高了算法运行的效率;采用李雅普诺夫收敛定理对系统的收敛性进行分析,根据分析的结果提出了算法更加简单的控制律;利用Matlab软件的Simulink库对设计的轨迹跟踪控制系统试验研究;结果表明,与基于李雅普诺夫直接法或者迭代学习算法设计的轮式机器人轨迹跟踪控制系统相比较,设计的控制系统具有跟踪精度高、收敛速度快、实时性好的优点。

固定翼飞机控制律设计与飞行模拟系统的实现

为了提高机动性能,现代飞机的设计开始向放宽静不稳定乃至静不稳定的方向发展,因此飞行控制律的设计尤为重要。对于控制律的设计,经典控制理论法简单、直观,而且是相当成熟、可靠的控制方法并且广泛应用于实际型号中。提出了某型固定翼飞机飞行控制系统设计方法,并以纵向通道的俯仰角保持控制律设计为例介绍了经典控制理论中根轨迹方法的设计思想及步骤。给出实现某型固定翼飞机飞行模拟仿真系统的实现方案,为验证所设计控制律的正确性,在仿真系统中使用了虚拟视景技术,直观且实时地显示飞行姿态。

基于虚拟目标和滑模制导律的程控弹道设计方法

基于空空导弹程控弹发射试验目的,提出一种基于虚拟目标和滑模制导律的设计程控弹道设计方法。选择鲁棒性较强的滑模制导律,既实现了程控弹发射试验的考核目标,又初步闭合了制导系统。仿真结果表明:该方法可以有效实现弹道的程序控制,程控结束时弹道倾角、弹体攻角等满足要求。

自适应模糊反演算法的双关节机械手控制

针对双关节机械手在控制中存在不确定性和非线性的问题,采用不依赖于系统模型的自适应模糊反演控制方法对轨迹进行跟踪,先将复杂的非线性系统简化为若干个易于处理的低阶简单子系统,再对每个子系统的李雅普诺夫函数及其中间虚拟控制量进行设计,通过子系统控制律的组合提升了控制律的设计效率.根据建立的双关节机械手的动态方程,利用Simulink模块对机械手系统的自适应模糊反演控制过程进行模拟.结果表明:自适应模糊反演控制能够实现机械手系统高精度的动态跟踪,且对应的跟踪误差均小于0.87%,能够实现对不确定非线性系统准确的控制.

基于虚拟主轴的分数阶趋近律同步控制策略

针对机械臂各关节高精度同步控制问题,选取与传统趋近律不同的分数阶趋近律,采用交叉耦合控制结构,提出了一种基于方差虚拟主轴的分数阶趋近律同步控制策略,并对所提的控制策略进行了稳定性证明。以两关节机械臂为研究对象进行了仿真验证。仿真结果表明:所提的控制策略可以使机械臂系统的跟踪误差和同步误差均快速收敛,且具有更快的响应速度和较强的鲁棒性。

智能汽车纵横向整体反馈线性化控制

针对智能汽车纵横向耦合非线性导致的控制系统模型复杂度高以及轮胎侧偏刚度不确定性影响控制效果的问题,提出了一种基于轮胎侧偏刚度估计的纵横向整体反馈线性化控制方法。首先,建立智能汽车纵横向耦合动力学模型和轨迹跟踪偏差模型;其次,对车辆模型的线性化条件进行了判定,利用李雅普诺夫稳定性分析方法设计了可以保证系统稳定和跟踪误差渐近收敛的虚拟控制律;然后,对轮胎侧偏刚度进行了实时估计;最后,通过基于CarSim/Simulink的高速紧急双移线仿真实验,验证了本文提出的方法可使智能汽车在纵横向耦合工况行驶时具有良好的轨迹跟踪性能和稳定性。

基于反演算法的严格反馈非线性系统固定时间跟踪控制

针对一类严格反馈非线性系统,研究固定时间跟踪控制问题.基于反演控制策略及Lyapunov稳定性理论,给出使系统全局固定时间稳定的充分条件和设计步骤.所提出的反演控制方案可以消除控制器存在的奇点问题,保证系统的跟踪误差在固定时间内收敛于原点的一个小邻域内,且收敛时间与系统的初始状态无关.最后,通过一个数值仿真示例验证了所提出设计方案的有效性.

经济法在依法治国中的时代使命

以十八届四中全会为标志,中国社会主义法治国家建设步入了新的历史阶段。只有贯彻落实依法治国,才能实现执政能力与执政体系的现代化。经济法是危机对策法、拯救市场法、补救民法法,在以经济建设为中心的时代,无论是国家治理能力的提升,还是全面推进法治国家的建设,都有其不可替代的作用。因此,在市场经济条件下,经济法是历史的必然选择。未来经济法在依法治国中的时代使命是推动宏观调控的法治化、健全社会保障体系、重视虚拟经济法治建设以及规制国家干预经济的活动。

基于锥形运动的制导火箭速度控制导引律设计

针对制导火箭落点速度的约束要求,提出了一种采用锥形运动控制导弹飞行速度的导引方法。该方法首先设计了满足速度约束的虚拟目标理想运动轨迹,将导弹减速控制问题转化为对虚拟目标的追踪导引问题,通过建立制导火箭与虚拟目标的相对运动模型,分析了弹目相对位置和相对速度的关系,推导了具有速度控制的导引律一般形式,并采用动态逆控制理论设计了锥形运动控制指令和导引参数。通过数字仿真对比了不同落角约束条件下导弹锥形运动的速度控制效果,结果表明该方法设计的导引律能够满足制导火箭速度约束要求,且制导精度高、控制效果好,为导弹锥形运动速度控制技术提供了参考。