LXI总线在导弹测试系统中的应用研究

根据LXI总线技术特点,提出网络化远程导弹测试系统设计方案。其测控计算机是对导弹进行测试的中枢;测试服务器用于管理各测试模块的文件资源并处理各测试模块的访问请求;LAN适配器用于并行数据和串行信号之间的转换、数据帧的装配与拆装、网络访问控制和数据缓冲;集线器用于对数据信号进行整形再生;系统的每个测试模块均能独立对1枚导弹进行数据采集与处理,具有可靠的网络通信功能。

激光对红外制导导弹干扰仿真与效果评估

以红外制导导弹为典型代表的光电精确制导武器在军事上的广泛应用,促进了与之相应的光电干扰技术的迅速发展。如何消弱敌方红外制导导弹的攻击效果,是海军作战中迫切需要解决的问题。激光武器以其独特的性能成为对抗红外制导导弹的理想武器,为准确评估激光干扰红外制导导弹的效果,对某红外制导导弹的巡航段弹道建立了导弹运动学模型、寻的/跟踪器模型、导引处理器模型和碰撞检测模型。以脱靶量为最终输出参量进行干扰评估,同时给出了命中概率的下降情况。仿真结果表明:激光能够有效地干扰该型红外制导导弹,使其脱靶量发生大幅度变化。随着干扰距离的增大,导弹的命中概率也迅速下降。结果证明干扰时机的选取对干扰效果的好坏有着至关重要的作用。

受限的非仿射非线性系统的自适应控制

针对受限的非仿射非线性系统,结合自抗扰思想提出了非仿射系统的扩张状态观测器(ESO)设计,从而将辅助系统设计技巧拓展到了非仿射系统,然后利用反演和指令滤波器设计了自适应控制器,为受限的不确定非仿射系统提供了新的设计思路.为了补偿受限带来的影响,引入了辅助系统,它的状态被用来补偿跟踪误差.指令滤波器用来处理虚拟控制受限问题,同时获得虚拟控制导数的估计,避免了backstepping中对它的繁琐计算,扩张状态观测器被用来估计系统的未知非仿射非线性项和外部干扰.利用输入状态稳定性(ISS)分析了闭环系统的全局一致有界稳定性.最后仿真结果验证了该设计方案的有效性.

基于GL Studio的分布式虚拟训练系统关键技术

为在GL Studio中实现分布式虚拟仪表的远程交互,对该虚拟训练系统的关键技术进行研究。在分析分布式虚拟训练系统运行环境和操作流程的基础上,给出系统的总体设计框架;设计出基于混合协议的网络通信方式,保证数据快速、可靠传输,采用多线程技术提高系统的响应速度,并使用信号量实现线程同步,避免了外部控制时间和资源的浪费;给出了在GL Studio中实现多线程网络通信的关键步骤。研究结果为虚拟训练系统由单机模式向分布式协同训练模式发展提供可借鉴的技术基础,具有一定工业应用前景。

基于反演设计的块控型极值搜索系统一体化控制方法研究

针对极值搜索控制系统(Extremum seeking control systems,ESCSs)设计中,极值搜索算法与控制器采取单独设计时易导致系统难以发挥其最佳性能,而现有的一体化设计方法却存在需要根据被控对象和具体的极值搜索算法进行不同形式的一体化建模的问题,以块控型的极值搜索控制系统为研究对象,提出了一套通用的极值搜索控制系统的一体化控制方法.首先针对块控型极值搜索控制系统,采用反馈线性化设计思想,构建出系统的伪虚拟控制量;然后以极值搜索算法得到的搜索变量作为其输入量,设计多层神经网络(Multilayer neural networks,MNNs)逼近由近似模型与实际模型之间的差异而导致的误差项、状态变量的极值和极值的变化率,同时运用自适应参数和鲁棒项函数抵消神经网络逼近误差的影响;最后利用反演控制方法求取出系统的虚拟控制量和实际控制量.此一体化控制方法确保系统的状态跟踪误差、输出量与其极值之间的误差、极值搜索变量的跟踪误差以及神经网络各参数的估计误差均有界且指数收敛至系统原点的一个有限邻域内,且理论分析和仿真结果都验证了此方法的有效性.

MIMO网络控制系统建模与稳定性分析

针对被控对象为多输入多输出(MIMO)的网络控制系统,假设传感器与控制器均采用时间驱动,执行器采用片上执行机构,同时考虑到网络控制中存在的时延、数据包丢失和多包传输问题,依据数据寄存和静态调度两种方法,分别建立了多包传输MIMO网络控制系统的模型,基于李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法,分别推导出了MIMO网络控制系统渐近稳定的充分条件.通过Matlab中LMI工具箱实现了控制器的设计,仿真结果验证了此方法的有效性,且说明网络控制方法选取与网络的传输条件存在着紧密联系.

STT反舰导弹末端机动的控制方案比较研究

进行末端机动,有利于增大反舰导弹的突防概率。本文按照轨迹形态,将反舰导弹的末端机动分为平面机动与非平面机动两类,讨论了几种可能的控制方案,分析了它们的优缺点。采用降维方法,简化了控制指令设计。给出并比较了在几种控制指令下的末端机动实现公式,进行了具体的控制指令设计,并给出了质心、姿态角复合指令控制的一体化公式。仿真结果表明了控制方案设计的有效性。本文所研究的控制方法,适用于海军超音速、亚音速反舰导弹的末端机动控制。

具有参数不确定性的长时延网络控制系统研究

针对具有参数不确定性的长时延网络控制系统,提出了系统的建模方法,并且分析和讨论了系统的稳定性和控制器设计方法。当假设网络控制系统的传感机构为时间驱动,执行机构与控制器为事件驱动,被控对象具有参数不确定性以及网络诱导时延具有时变、不确定和大于单位采样周期的特点时,运用矩阵分析理论,将广义网络被控对象建模为一类含有不确定项的线性离散系统。基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,分析了闭环系统渐近稳定的充分条件,并推导出系统的控制器设计方案。仿真结果表明稳定判据的可行性与控制器设计的有效性。

控制增益未知的多变量极值搜索系统神经网络自适应协同控制

针对一类控制增益未知的多变量极值搜索系统,提出了一种神经网络自适应协同控制方法.该方法利用协同控制实现状态变量之间的协同收敛,并确保对系统内部参数扰动和外界干扰具有不变性;以极值搜索控制方法得到的搜寻变量作为输入量,设计多层神经网络逼近状态变量的极值变化率和未知的变量与函数;采用Nussbaum函数解决系统控制增益未知的问题;同时运用自适应参数抵消神经网络逼近误差的影响.稳定性分析证明了系统的状态跟踪误差、输出量与其极值之间的误差、极值搜索变量的跟踪误差以及神经网络各参数的估计误差均指数收敛至原点的一个有界邻域.理论分析与仿真结果验证了该方法的有效性.

机载自卫电子战系统对引信信号侦察的作用评估

分析了引信对抗的发展形势及其面临的复杂战场电磁环境,论证了机载平台面临特定战术情况下自卫电子战系统对威胁导弹的无线电引信信号进行侦察的必要性。根据效率评定准则和功率评定准则,建立了有侦察引导的对引信欺骗干扰的评估模型,通过仿真计算与无侦察引导的噪声干扰模式进行比较。结果表明,具有侦察引导的欺骗式干扰比噪声压制干扰能更好地降低来袭导弹引战配合效率,提高机载平台的生存能力,降低对干扰机功率的要求。

下肢携行外骨骼系统模糊自适应位置控制研究

研究下肢携行外骨骼系统稳定性控制问题。下肢携行外骨骼系统支撑行走阶段位置控制存在稳定性、实时性不足,提高位置控制的速度及精度,使具有适应性和鲁棒性,为了克服具有实时重力补偿的传统方法,提出固定重力补偿的位置控制方法,并利用模糊推理逻辑可逼近非线性函数的特点,将模糊控制算法与具有固定重力补偿的传统PD控制算法相结合,提出了具有固定重力补偿的模糊自适应位置控制算法,应用到下肢携行外骨骼支撑行走阶段的位置控制中。仿真结果表明控制方法能够使外骨骼准确迅速跟踪人体运动,并能够显著减小人所施加的力矩,系统鲁棒性较强,能够适应负载的变化,证明是一种行之有效的控制方法。

基于Bootstrap的反舰导弹靶场试验小样本数据分析方法研究

自助法(Bootstrap)和随机加权法(Bayes Bootstrap)都能较好地处理小样本数据,其无先验性,以及计算过程中只需要实际观测数据的优越性,使其广泛地应用于实际数据处理之中,后者的估计精度要更好些。但对连续情况而言,自助法的计算特性使得重抽样本局限在原始样本范围内,无法渐进于真实情况。文章基于自助法研究了用改进的样本经验分布函数来解决这个问题,并通过仿真算例说明方法的有效性。

波浪对潜地弹道导弹出水运动的影响

水下发射潜地弹道导弹时,由于水下环境的复杂性导致导弹的水下弹道要受到多种干扰因素的制约,为分析波浪干扰力对导弹出水运动的影响,针对潜地弹道导弹水下垂直发射方式,运用四元素法建立了潜地弹道导弹出水运动模型,并结合波浪扰动力数学模型在matlab/simulink环境中计算不同海况下导弹所受到的波浪力及导弹的运动姿态。仿真结果表明,波浪在近水面对潜地弹道导弹出水运动的影响不容忽视,波浪对导弹水下弹道及出水姿态的影响,不仅与海况有关,而且还与波浪方向角及初始相位角有关。

机载自卫电子战系统对引信信号侦察可行性分析

无线电引信对抗是机载自卫电子战系统的重要组成部分,但由于导弹引信开机时间短、辐射功率低等特殊性,目前国内外尚未见有对来袭导弹引信进行明确侦察引导的干扰对抗。为论证可行性,采用从空间和时间两个角度,对引信工作过程、弹目交会及引战配合过程进行分析,分别计算引信信号可侦测时间及可探测距离,得出引信可侦察时间与可干扰时间并不重合,在一定条件下引信信号在开机后被侦察截获并用于引导干扰是可行的。在目前综合一体化电子战思想架构下,基于当前的硬件技术水平,基本上能在限定的时间内完成对数据的处理,实现对引信信号的高截获和快处理。

基于极值搜索算法的一类多输入多输出非仿射型非线性系统输出跟踪控制

针对一类状态不可测的多输入多输出非仿射型非线性系统,提出了基于极值搜索算法的输出跟踪控制方法.此方法无需设计系统状态观测器,仅利用系统的输出量和极值搜索向量形成控制律.应用平均化理论分析平均化系统的稳定性,然后利用奇异值扰动方法,证明了所提出的控制方法可以保证闭环系统的稳定性和输出跟踪误差的收敛性.仿真结果验证了本文方法的有效性.

验前信息在反舰导弹靶场试验中的应用研究

针对反舰导弹靶场试验时如何把验前积累大量的先验信息科学合理利用,根据反舰导弹不同种类的验前信息,确定其分布类型并采用参数和非参数检验方法进行相容性检验,使经过预处理的验前信息能够为试验所用,并通过实例验证了该方法的科学可行性。该方法对验前信息在反舰导弹靶场试验及结果评定中的应用具有一定意义。

基于FlexRay总线的导弹控制节点设计

FlexRay总线技术具有数据传输速率高、可靠性高及支持分布式控制等优点。以HCS12单片机为核心,提出了导弹控制节点的基本结构,设计了接口电路的硬件和软件。随着导弹控制及通信系统的日趋复杂,设计基于FlexRay总线技术的导弹控制节点,可改善控制系统的可靠性,提高对导弹控制的实时性。

MIMO仿射型极值搜索系统的输出反馈滑模控制

针对一类多输入多输出(MIMO)仿射型非线性极值搜索系统的控制问题,提出了一种输出反馈滑模控制方法。将原系统分解为若干个单输入单输出(SISO)极值搜索子系统,并针对每个极值搜索子系统,考虑到系统状态量不可测的特点,以斜坡函数作为新系统输出量的参考跟踪信号,采用输出跟踪误差以及该误差符号函数的积分值建立切换函数,设计得到基于输出反馈的滑模极值搜索控制律。稳定性分析证明:在任意初始条件下,本文方法可使系统的输出量全局收敛至期望极值的任意小邻域内,并且所有状态量均一致范数有界。仿真结果验证了本文方法的有效性。

一种采用AW补偿器的非线性PID控制器及其在飞航导弹控制中的应用

韩京清等曾利用非线性跟踪-微分器和非线性组合方式改进经典PID调节器,以提高其适应性和鲁棒性。然而,在飞航导弹的控制系统中,舵系统存在硬饱和(舵偏角限制)和软饱和(舵转动速率限制)效应,控制受限问题十分突出,降低了非线性PID控制器(NLPID)的性能。本文采用Anti-Windup补偿器改进非线性PID控制器,并将这种改进的NLPID控制器应用于飞航导弹的控制系统中,取得了良好的控制效果。对特征点的仿真,以及全弹道仿真都验证了其控制性能,结果显示该控制器可以广泛应用于各类飞行控制系统。

多变量极值搜索系统神经网络自适应协同控制

针对一类仿射型多变量极值搜索系统的协同控制问题,提出了一种基于神经网络的自适应协同控制方法。该方法利用协同控制实现状态变量之间的协同收敛,并确保对系统内部参数扰动和外界干扰具有不变性;以系统的状态变量、输入量、搜寻变量以及已知模型参数作为输入量,分别设计两个3层神经网络来估计状态变量极值的动态变化过程及未知参数;并采用可调参数消除此神经网络的残余估计误差。详细的理论分析证明了闭环系统的所有误差信号均指数收敛至原点的有界可调邻域内。仿真结果也说明了理论分析方法的正确性和有效性。