基于滑模控制的一类非线性多变量系统跟踪控制器设计及应用

针对一类含有不确定性的非线性系统,利用滑模控制设计了鲁棒跟踪控制律,设计的控制律实现了输出误差之间的解耦.将所设计的控制律应用于导弹的姿态控制系统设计,仿真结果说明了方法的有效性.     

质量矩拦截弹的模糊滑模姿态控制系统设计

质量矩控制是一种全新的飞行控制方法，与广泛应用的空气动力控制相比，可以避免飞行器在超高马赫数飞行时舵面的气动加热问题，而且可以提高飞行器的机动性和敏捷性。以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础，通过对模型合理的简化，得到一个耦合的非线性动力学系统，考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题，利用滑模控制设计了拦截弹大机动飞行时的姿态控制系统，同时采用模糊逻辑算法抑制系统的抖振现象。仿真结果表明系统性能指标满足设计要求，只需微调滑块位置，即可以实现拦截弹的姿态控制。     

快速降高控制研究

本文以Lyapunov稳定理论为基础,从等时面概念出发,提出了工程上易于实现的次时间最优控制系统的设计方法。解决了高阶线性系统次时间最优控制问题。并根据这种设计方法,研究了飞行器的快速降高控制系统,使得该系统的特性得到很大改进。简化了工程设计,效果明显。     

一类非线性系统的鲁棒控制

针对一类带不确定性的非线性系统,引入坐标变换,对变换后的系统设计了变结构鲁棒控制器,在一定界的限制下,可以达到对不确定性的抑制,不确定性的界不可知时,利用自适应技术进行在线估计;利用线性化方法,对系统的滑动模态进行设计,得到了稳定的滑动模态。     

一类最省燃料优先的多圈飞行脉冲交会

通过分析采用多圈飞行Lambert解的双脉冲交会的特征速度与转移轨道半长轴的关系,指出其最优解实际上是2N+1条满足时间约束的转移轨道中燃料较省的,而非最省燃料轨道.提出将双脉冲交会的首次脉冲矢量分解成方向相同的两次脉冲,使得追踪器在特定的滑行轨道飞行N圈以消耗多余的转移时间,利用剩余的转移时间沿最省燃料轨道与目标交会.几何上证明了这种交会的特征速度与最省燃料转移相同,并且给出了解的存在性条件.通过仿真验证了这种交会比采用多圈飞行Lambert解的双脉冲交会更省燃料,解的存在性对转移时间的长度要求更低.     

线性最优调节器的加权阵选择

 本文提出了一种新的线性二次到调节器的加权阵的选择方法。使用这种方法设计的线性调节器具有状态（或输出）调节时间最短、超调量小对初始条件鲁棒性强的特点。提出的递推算法是简便的。这种方法在一个实际的飞行器控制系统设计中得到应用。     

快速控制灵敏度和提高鲁棒性的技术途径

本文综合论述了在导弹控制工程中采用快速控制所带来的实际问题——即“Bang—Bang Control”(简称BBC)灵敏度问题,并对开环、闭环控制的BBC灵敏度进行理论分析,从而得出在导弹控制工程中,采用快速控制的同时,提高控制系统鲁棒性的几种工程技术途径。 通过某型导弹高度控制系统设计,弹道仿真计算,成功地解决了这类问题,获得良好的工程鲁棒性,为快速控制理论在导弹控制工程应用创造了条件。     

基于组合优化算法的临近空间飞行器轨迹优化

提出一种临近空间飞行器轨迹优化方法,利用基于支持向量机与遗传算法的组合优化算法,解决多约束条件下的高效轨迹优化问题。首先,建立临近空间飞行器轨迹优化数学模型。然后,通过参数化方法和惩罚函数法将轨迹优化问题转化为约束参数优化问题。在此基础上,提出一种求解无约束参数优化问题的组合优化算法,通过支持向量机对遗传过程中产生的种群进行分类,提高基本遗传算法的计算效率,结合轨迹优化数学模型,给出轨迹优化算法。最后,以临近空间飞行器航程最远轨迹优化问题为例,进行数学仿真分析。仿真结果表明,针对给定的算例,文中提出的方法与基于基本遗传算法的轨迹优化方法相比,计算效率显著提高。     

空间拦截红外末制导中的状态估计

本文首先简要地介绍了基于两种规范型的非线性状态观测器的设计方法，然后用该法解决了空间拦截红外末制导中拦截器与目标相对距离的估计问题，仿真结果表明估计的效果良好。     

快速控制在某种飞行器设计中的应用

本文从某种飞行器控制系统设计的实际问题出发,应用Lyapunov稳定性理论,优控等时面概念,经过对模型的改造,设计了一个“Bang-Bang Control+动态自适应阻尼”的最小时间系统。 解决了现代控制理论应用于飞行器控制工程设计的某些技术问题。 非线性仿真计算表明,效果明显。