BTT导弹自动驾驶仪设计方法综述

介绍了当前非线性自适应反演控制理论的研究现状和多种肿导弹自动驾驶仪设计方法。最后给出了结论。     

基于反演控制的鲁棒非线性导弹自动驾驶仪设计

首先将导弹控制模型化成级联的结构。然后应用反演控制及鲁棒控制技术提出了一种新的非线性导弹自动驾驶仪控制算法，并应用Lyapunov稳定性理论证明了系统是全局指数稳定的，最后进行了数字仿真，结果表明该算法的有效性。     

大攻角导弹的非线性自动驾驶仪设计

本文描述了尾控大攻角空空导弹的两种非线性自动驾驶仪的设计方法。该研究应用了一种短程导弹高度非线性，时变俯仰面刚性体的动态模型。这种自动驾驶仪是利用线性化反馈技术、线性控制理论来设计的。为了解决由尾控导弹引起的“空气动力学”困难，提出了两种各不相同的近似线性反馈的方法。第一种方法是在闭环动力学上施加了一个时标结构，第二种方法则是重新定义了输出。     

不同过载自动驾驶仪的对比研究

针对三种不同结构的过载自动驾驶仪进行了对比研究,推导了驾驶仪控制回路的闭环传递函数,并对闭环稳态误差进行了分析.基于极点配置方法,设计了自动驾驶仪控制参数.在此基础上,研究了各驾驶仪控制回路对执行机构动力学延迟、非线性环节以及测量噪声的响应特性,并进行了对比分析,为飞行器过载自动驾驶仪的选型和设计提供了依据.     

考虑驾驶仪动态性能的指令滤波反演制导律

针对攻击机动目标的制导问题,设计了一种考虑自动驾驶仪性能、输入项约束的指令滤波反演制导律。首先,基于三维空间内弹目相对运动模型,采用反演递推方式设计制导律。针对传统反演控制存在的"微分膨胀"问题,引入指令滤波器对虚拟量进行过滤计算。考虑硬件计算能力的约束,引入自动驾驶仪二阶动力学模型减少控制过程延迟,并利用饱和函数和低通滤波器对输入项进行约束。此外,针对机动目标设计了一种扩张状态观测器来获取其加速度。通过Lyapunov理论证明了所设计闭环制导系统的稳定性。通过仿真实验验证了该制导律相有效性及优越性。     

导弹纵向神经网络自动驾驶仪设计

在导弹俯仰通道中存在输入未建模动态情况下，提出了一种基于RBF神经网络和反演控制技术的神经网络自动驾驶仪的设计方法。首先应用两个RBF神经网络对输入未建模动态设计了神经网络逆补偿器，然后利用反演控制技术设计了导弹纵向自动驾驶仪。最后给出仿真结果显示了该设计方法的有效性。     

攻击角约束的拦截弹制导控制一体化设计

针对拦截弹的攻击角约束制导问题,提出了一种基于反演滑模和扩张状态观测器(ESO)的制导控制一体化(IGC)设计方法。首先,基于弹目相对运动方程和拦截弹的非线性动力学方程,建立了拦截弹IGC模型,设计了ESO估计目标加速度和自动驾驶仪回路的干扰;在此基础上,基于干扰估计值和反演滑模方法,设计了IGC算法获取虚拟控制力矩,同时基于李雅普诺夫理论分析了闭环系统的稳定性;然后,利用动态控制分配技术将所获取的期望控制力矩分配到实际执行机构;最后,通过仿真结果验证了所设计的IGC+ESO算法的有效性。     

应用动态逆和时间尺度分离的BTT导弹控制

基于简化的ＢＴＴ导弹控制设计模型,应用非线性动态和时间尺度分离方法设计了一种非线性ＢＴＴ导弹自动驾驶仪,根据导弹实际的飞行高度和飞行速度,可以计算出导弹动力学系数的标称值,非线性动态逆法正是基于这些动力学系数的标移值,适适合于控制导弹作大空域飞行,六自由度仿真结果一步验证了方法是正确的与有效的。     

基于自适应模糊滑模退步控制的直接力/气动力复合控制导弹自动驾驶仪设计

针对直接力/气动力复合控制导弹所具有的强耦合非线性特性,提出了一种基于自适应模糊滑模退步控制的自动驾驶仪设计方法.该方法利用自适应模糊系统所具有的万能逼近特性,对大迎角飞行过程中导弹动力学方程中存在的非线性函数进行逼近,并利用变结构控制所具有对干扰的强鲁棒性,构造误差系统滑模面,克服了逼近误差和外界干扰对控制系统的影响,实现了对大机动指令的精确跟踪.仿真结果表明,所设计的自动驾驶仪对过载指令有良好的跟踪效果,对模型不确定性和外界干扰具有鲁棒性.     

基于自适应干扰估计和鲁棒控制的倾斜转弯导弹自动驾驶仪研究

针对倾斜转弯导弹自动驾驶仪的设计,提出了一种基于干扰观测器的自适应控制方案。在不考虑气动参数时变的条件下,干扰观测器曾被应用于设计倾斜转弯导弹的自动驾驶仪。但是,当存在严重干扰的情况下,这种基于干扰观测器的自动驾驶仪控制性能会受到影响。为了提高倾斜转弯导弹的鲁棒性和抗干扰性能,提出了一种自适应干扰观测器,其名义模型随气动参数的变化实时更新。最后给出的仿真表明所提出的自适应控制方法可以有效提升倾斜转弯导弹自动驾驶仪的控制性能。     

用于制导炸弹的自适应自动驾驶仪

制导炸弹传统的自动驾驶仪设计过程中需要一个高精度的空气动力学模型，以表示系统非线性的增益图表。本文提出一种简化自动驾驶仪设计过程的方法，就是设计一个相应于简单飞行条件下的反相控制器和一个在线神经网络，神经网络用于处理因近似逆控制产生的误差，这样不仅简化了设计过程，也无需准确的空气动力学数据，尤其是大攻角I晦界值或其它空气动力的非线性部分，在设计过程中逆过程的选择本身可以建立相应的临界值，并在学习过程中进行比较，文章最后给出了完全六自由度制导炸弹应用上述方法仿真后的结果。     

基于[μ]综合方法的自动驾驶仪设计

对于具有不确定性的控制系统,如何保证控制系统的设计能够具有鲁棒性,同时又达到最优的控制性能,[μ]综合方法以完备的结构奇异值理论为基础,给出了这一问题的最优解。导弹受控飞行于稠密大气层时,其自动驾驶仪正是这样一种要面对多种不确定性因素的控制系统,为使导弹控制在这种情况下达到鲁棒最优,将[μ]综合方法用于导弹自动驾驶仪设计,并对设计结果进行了仿真验证,结果分析表明采用该方法对于导弹气动不确定性具有更好的鲁棒效果。     

飞机均衡式自动驾驶仪控制规律设计及仿真

飞机在干扰力矩或斜坡信号作用下,其比例式自动驾驶仪控制规律会产生控制静差,难以控制飞机按预定航迹准确飞行。为解决该问题,首先,简要分析均衡式自动驾驶仪基本工作原理;然后,建立了均衡式自动驾驶仪结构图,对其控制规律进行设计;最后,进行了大量仿真研究。仿真结果显示,所设计均衡式自动驾驶仪控制规律是良好的和有效的,与比例式自动驾驶仪控制规律相比,其控制系统的稳态性能得到有效改进。     

纵向通道模糊控制自动驾驶仪设计

自动驾驶仪是导弹的重要组成部分。本文结合模糊控制和线性控制的优点，设计了模糊一线性控制自动驾驶仪，仿真结果表明，其性能优于采用单一线性控制的自动驾驶仪。     

CJ818自动驾驶仪系统及控制律设计

以大型民用客机CJ818为原型机,首先介绍了自动驾驶仪从简单的稳定系统发展为飞行自动化系统的过程,并介绍自动驾驶仪在整个系统中的位置及信号传输路径。在此基础上还介绍了自动驾驶仪的工作原理,然后通过分析所需的输入输出数据确定与之相关的传感器及作动筒位置。控制律是实现自动驾驶仪功能的核心,采用技术成熟的经典控制理论设计自动驾驶仪的控制律,包括俯仰姿态控制、高度保持及马赫保持等控制律,并以俯仰通道为例进行了MATLAB/Simulink仿真,采用根轨迹法改变系统的增益,从而获得较好的控制效果。     

反舰导弹基于反演的滑模控制

首先介绍了非线性系统的反演设计方法,提出了一种基于反演的滑模控制方法。它可解决非线性系统的不匹配不确定性问题。该方法通过在反演设计中引入滑模控制来改进反演的最后一步算法,并简化控制器的设计。针对新型反舰导弹参数时变、不确定、非线性的特点,采用了基于反演的滑模控制来设计其控制系统。最后,进行了仿真研究,仿真结果证明了所提出的方法的有效性。     

基于导弹三通道耦合模型的控制参数设计

针对导弹自动驾驶仪控制参数设计问题及耦合对控制系统设计的影响,提出了一种基于PSO算法的三通道耦合状态空间控制参数设计方法.建立了自动驾驶仪三通道全状态耦合线性化模型,通过对线性化模型的建立、控制系统性能指标的选取、PSO算法的参数设置及适应度函数的编写,实现了基于PSO算法对自动驾驶仪控制参数的自动设计.仿真结果表明,该方法设计的控制参数优于三通道解耦独立设计的控制参数,设计结果具有良好的动态品质和鲁棒性,并具有较快的收敛速度和良好的全局搜索能力,是一种有效的控制参数自动设计方法.     

Robust控制器在导弹自动驾驶仪中的应用

本文提出一种改进自动驾驶仪性能的方案。在导弹自动驾驶仪原回路的基础上增加Robust控制器,这种方案可提高驾驶仪对参数变化的Robust性能。本文详细叙述了Robust控制器结合自动驾驶仪的设计方法,并用仿真结果说明了Robust控制器在本算例中所起的作用。     

电传飞机纵向自动驾驶仪控制律设计

在电传飞机纵向自动驾驶仪控制律的初步设计过程中，以电传飞机的纵向低阶等效系统为控制对象，采用零极点偶配置方法合理地配置零极点偶，使纵向自动驾驶仪控制律的设计得到了最大程度的简化，用所获得的控制律进行了数字仿真，仿真结果表明，纵向自动驾驶仪各个功能模式获得了良好的动态响应特性，满足了各项指标的要求，从而证明了这种设计方法是简便可行的。     

自动驾驶仪自动测试系统设计

自动驾驶仪的输入输出信号多，并且输入输出信号之间相关性强。本文将根据自动驾驶仪的特点，介绍了该自动驾驶仪测试系统的组成，软硬件工作原理及设计中所遇到的问题和解决方法。该测试系统的难点是测试项目多，实现自动化测试难。为解决这个问题，以下工作波完成：１．设计了能够控制的信号发生器；２．设计了能将信号按要求加到驾驶仪的输入端的控制板；３．设计了完成自动的控制软件。