基于残差反馈控制的自动驾驶仪滚动回路设计研究

为满足战术导弹自动驾驶仪滚动回路面临的抑制严重干扰和稳定滚转姿态的需求,针对常规控制采用折中方法设计存在的问题,对基于残差反馈控制的自动驾驶仪滚动回路设计进行了研究,以解决系统鲁棒性与动态性能的矛盾。用Youla参数法分析标准闭环控制系统,提出针对被控对象发生模型摄动的控制策略:控制器分为两部分,针对无干扰等未建模特性的额定状态控制器和针对外来干扰、内部噪声等未建模特性时的残差信号反馈控制回路,分别保证系统稳定性、动态性能与鲁棒性。给出了自动驾驶仪滚动回路设计。用仿真与滑模变结构控制方法比较,验证了方法的有效性。     

关于静不稳定导弹自动驾驶仪设计的若干问题

讨论用于静不稳定弹体的自动驾驶仪的设计原理和控制特性.适当选择阻尼回路的参数能使静不稳定弹体可稳定并可控制.使用静不稳定弹体能显著提高导弹的过载能力,过载能力随弹体不稳定度的增加而增加,但放宽静不稳定度有一定的限度.静不稳定弹体自动驾驶仪要求其阻尼回路的传递系数足够大,时间常数比较小,并且还要求舵机有足够大的输出功率和响应速度.     

应用最优经典综合设计法设计三回路BTT自动驾驶仪

应用最优经典综合控制方法设计了BTT导弹的三回路自动驾驶仪,得到的控制器结构简单、性能稳定、鲁棒性好;同时该设计过程也给出了传统三回路自动驾驶仪的结构来源。之后,将设计的自动驾驶仪应用在某BTT导弹的六自由度非线性仿真中,仿真结果表明该方法设计的自动驾驶仪跟踪速度快、稳态误差小并具有一定鲁棒性。     

基于H∞控制的某空空导弹俯偏回路设计

针对某导弹飞行空域广、参数摄动大、鲁棒性强等控制特点,采用H∞控制的混合灵敏度和线性二次调节（LQR）设计了自动驾驶仪俯偏回路。其中,内回路采用LQR限定模型的不确定性界,外回路用H∞控制混合灵敏度设计控制器。仿真结果表明：所设计的自动驾驶仪可较好地抑制参数摄动,鲁棒性较佳。     

滚转导弹解耦过载驾驶仪及其BP自适应调度法

滚转导弹具有气动、惯性及控制耦合特性,三回路过载驾驶仪具有较好的动态响应特性,但俯仰与偏航双通道之间会存在耦合。为了实现了双通道完全独立,采用动态解耦算法设计了一种基于状态反馈与输入变换的解耦过载驾驶仪,弥补了三回路驾驶仪无法消除耦合特性的不足。滚转导弹制导段跨越的空域较大,气动参数非线性特性较强,在特征点数量较少的情况下,传统的基于插值方法的控制器参数增益调度策略的效果并不理想。针对滚转导弹耦合和传统增益调度设计有缺陷的问题,设计了一种基于BP神经网络的自适应调度算法(BPASM)。仿真结果表明,在特征点数量较少时,解耦效果更好,且在线计算量小,设计简便,具有一定的工程指导意义。     

自动驾驶仪回路可变参数的设计

为了使自动驾驶仪对弹体气动参数的变化具有良好的适应能力,在其回路中应设置相应的可变参数.以某型自动驾驶仪的俯仰回路为例,详述了可变参数的设计原理、方法及结果.     

《上海航天》1991年总目录

篇 名 期 页 篇 名 期 页 航 天 导电盒上单极天线的方向图661 “阿巳安”运载火箭历次发射失败原因分沂144 导肮与制导 美国航天飞机着陆场的选择 4 30 系统计行处理的徒合L)解方法 113 单级入轨飞行器563 自动驾驶仪回路可变参数的设计150 空间站枚生和载人/后勤运输飞行器性能 关于增大导弹射程与提高精度的设想 2 47 的评定655 考。一口标跟踪装置模型不确定性时9弹制 导 弹 导系统的稳定竹分析及其应用 2 58 武器系统全寿命费用的研究11 BTT防空寻弹自动驾驶仪方案设想318 对海湾战争空袭行动的初步分析233 自动驾驶仪回路可变参数设…     

自动驾驶仪阻尼回路的参数优选一例

设计自动驾驶仪阻尼回路时,试用优化理论,对系统提出适当的指标,在满足一定的约束条件下,使该指标函数达到最小.这样可在计算机上直接优选参数,避免了以往的试凑法. 一、自动驾驶仪阻尼回路的数学模型驾驶仪阻尼回路简化数学模型如     

偏转头导弹建模及控制方案设计

针对采用侧滑转弯方式的偏转头导弹,设计了三通道独立控制方案,给出了俯仰和偏航通道的稳定回路和过载控制原理图,设计了控制器。将弹头驱动系统的输出与导弹数学模型输入转换关系作为一个模块加入稳定控制回路,可简化控制设计,提高控制精度。偏转头导弹运动模型的俯仰和偏航通道相互独立,而滚动通道与其余两个通道间存在耦合。将滚动通道运动模型中的耦合项视作扰动,采用变结构控制理论设计自动驾驶仪,控制律的设计基于被控对象参数摄动的上下界,增强了控制系统的鲁棒性,仿真分析表明采用该方法设计的控制器能够抑制外界干扰和参数摄动,可以为偏转头导弹控制系统工程设计提供参考。
     

飞行器稳定回路状态反馈系数的快速估算法

本文提出了一个用于飞行器稳定回路参数选择的快速估算方法,利用该方法可以在初步设计阶段,根据某些设计要求同时确定两个状态反馈系数。所给的算例表明,该方法十分简便,而且可以适用于某些广为应用的自动驾驶仪设计。     

几种防空导弹自动驾驶仪的研究分析

自动驾驶仪在防空导弹领域具有举足轻重的地位。本文首先介绍了刚性弹体的运动模型,针对5种不同控制结构的自动驾驶仪,理论推导了驾驶仪控制回路的开环传递函数和闭环传递函数,比较了各自的系统性能。基于极点配置方法,对各驾驶仪控制回路的控制性能进行了仿真分析,实验结果表明:5种控制结构的自动驾驶仪各有优缺点,相比于经典三回路结构,改进PI控制结构的性能最差,伪攻角+PD控制结构的综合性能最优。研究结果可为防空导弹自动驾驶仪的选型和设计提供参考。     

细长飞行器自动驾驶仪设计的分布参数系统理论

对大长细比的飞行器做自动驾驶仪设计时,其最困难的问题之一是结构弹性的影响。长期以来,总假定在驾驶仪闭合后实际飞行时的振型与结构的纯弹性振型是相同的。而实际上,它是弹性——气动——控制系统交互耦合的复杂系统。在控制回路闭合后,不仅频率甚至连“刚体”运动在内的其它振型都发生了变化。在此以前,文献[2][3][4]等在分布参数领城内对此问题做了讨论。本文结合自动驾驶仪的设计特点,在回顾了工程近似处理方法以后,讨论了气动弹性谱、增益反馈谱、补偿器反馈谱以及发展方程和临界稳定性(风标稳定性与方向稳定性)等问题。     

具有复合稳定回路自动驾驶仪的LQ设计方法

探讨一种将线性二次型理论用于设计具有复合稳定回路的自动驾驶仪的方法.一个设计例子表明这种方法是可行的,可以得到具有较强鲁棒性的飞行控制系统.     

旋转导弹动力学耦合分析与解耦控制方法研究

对旋转导弹动力学耦合分析及其解耦控制方法进行了研究。给出了旋转导弹产生的运动耦合、控制耦合,以及加速度计不在质心耦合的机理。讨论了前馈补偿解耦和三回路驾驶仪解耦的方法。介绍了基于变结构控制理论的自动驾驶仪解耦设计:保留动力学方程中的全部耦合项,将耦合视作扰动,用变结构自适应控制方法对导弹俯仰/偏航通道进行独立设计,不要求给出系统参数的在线辨识和典型弹道特征点精确参数,由系统参数上下界可获得时变参数的信息综合控制律。给出了变结构控制律的设计步骤,所得控制系统的鲁棒性强、稳定域大,在包含建模误差、外界扰动等不确定因素的极限边界条件下仍能获得理想的控制效果。研究对强对称耦合和参数快时变系统的控制有一定的参考意义。     

末段直接力姿态控制拦截弹的一种侧向稳定回路设计

针对采用侧向直接力姿态控制的拦截弹,设计了一种工程上比较可行的侧向直接力姿态控制方式的自动驾驶仪.首先,将侧向直接力发动机组看作一个离散的"鸭式"舵,进而对弹体进行线性化,得到弹体的传递函数;然后,在传统三回路增稳自动驾驶仪的基础上通过增加一个前馈通道的方式来设计直接力侧向稳定回路;最后,通过仿真验证了该种自动驾驶仪能够显著提高导弹的快速性.     

动能拦截器变结构自动驾驶仪设计方法研究

介绍了动能拦截器自动驾驶仪回路组成和动力学模型 ,重点研究了动能拦截器自动驾驶仪的变结构控制律设计 ,并进行了原理性的数学仿真计算。数学仿真表明 ,变结构自动驾驶仪具有很好的快速性和很高的姿态控制精度 ,可以满足动能拦截器对姿态控制的要求     

自动驾驶仪回路可变参数设计精度的评定

讨论自动驾驶仪回路可变参数的设计精度及其评定方法.通过实例,详细讨论利用仿真试验方法来确定可变参数的精度.     

基于模糊滑模理论的纵向控制器研究

将模糊滑模控制方法与经典三回路控制结构结合起来,针对超声速导弹设计了纵向控制器.通过定点仿真和空间弹道仿真,检验了所设计控制器的时域响应特性和在有干扰条件下的程序过载稳定跟踪能力,仿真结果说明了该控制器的有效性和鲁棒性.     

飞行器滑模变结构姿态控制器参数优化设计

研究了大气层外飞行器姿态控制器设计。基于误差四元数建立飞行器姿态运动学与动力学方程,用滑模变结构控制方法设计控制器,通过构造Lyapunov函数验证了控制器具全局稳定性和鲁棒性。以控制器参数为优化变量,机动时间为优化指标,飞行器发动机输出力矩为约束条件,用粒子群算法实现对滑模控制器参数的优化设计。仿真结果表明：控制器设计可行且有效,并能对参数进行优化。     

亚轨道飞行器无动力自动着陆的横侧向控制

针对重复使用亚轨道飞行器无动力自动着陆的横侧向控制,偏航通道根据状态反馈和输出反馈理论将“偏航角速度+偏航角”反馈转换成适于工程应用的“偏航角速度+侧向过载”控制方式;滚转通道设计了“滚转角速度+滚转角”控制方式,在此基础上首次推导了BTT控制方式侧偏距回路的稳定性分析原理,并据此理论设计了横侧向回路的控制参数.仿真结果表明所设计的横侧向控制器能够快速消除侧滑角,有效消除侧偏距,并且对平稳风和切变风有较强的鲁棒性.