航天飞机控制系统功能综合分析

本文讨论小型航天飞机控制系统可能采用的一些技术设想和方案。文中综合介绍、分析垂直起飞、水平返场着陆航天飞机控制系统的构成、功能及工程实现方案设想;论述了飞行控制系统的运行环境、使命及检测监视发射控制系统的主要功能、特点。为了探讨航天飞机这一庞大工程的实现途径,文中也就控制系统工程实现途径及技术风险作了简要说明。     

航天飞机的导航和制导问题

航天飞机的导航、制导和控制是保证其可靠性的重要方面.导航、制导和控制系统必须采用冗余技术,具有较强的冗余管理功能.航天飞机的飞行通常分为上升、轨道运行和再入返回三大段.详细叙述航天飞机发射前的初始校准和对准,上升段、轨道飞行段和再入返回段的导航、制导问题.     

用于目标加速度估计的双时间尺度自适应跟踪滤波器

在空对空拦截中,寻的阶段是一个关键阶段.该阶段的特点是时间短、寻的路径上的方位角速率低.其所以是关键,因为关于目标机动的任何误判都可能导致很大的脱靶距离.本质上这是由于目标实施躲避机动造成相遇航路误差而跟踪者来不及调整航路所致.因此要设计出能够对目标机动产生快速反应的导引律,目标加速度估计是至关重要的.然而,空对空导弹目标跟踪器的综合还面临一些棘手问题.这些问题包括缺乏可观测性、建模误差以及高采样率引起的计算时间限制.本文给出了一个能解决这些问题的新的跟踪滤波器.该滤波器以跟踪动态中固有的时间尺度分离为基础.结合一种筒单的自适应方法,该滤波器能够跟踪很多类型的目标机动,从计算量角度考虑也是有效的.     

动态矩阵(DMC)-PID串级预测控制策略在新型叶片连续回转马达位置伺服系统中的应用

动态矩阵（DMC）预测控制是一种以优化指标确定控制策略的方法。基于DMC的PID串级预测控制是在单纯PID串级控制的基础上，把经过PID校正的伺服系统定义为广义对象，作为DMC的被控对象，用DMC预测算法在线滚动优化控制参数，在优化过程中利用实测信息不断进行反馈校正。通过仿真分析，与单纯的PID控制相比，在新型叶片式连续回转马达位置伺服系统中采用DMC—PID串级预测的一种控制方法控制能够使整个系统的跟踪性能得到进一步提高。     

多变量线性时变系统的特征模型及自适应模糊控制方法

对于阶数及参数未知的高阶系统，如何设计一个工程上易于实现的低阶控制器，以实现有效的高性能控制，这是目前航天等领域亟待解决的问题。该文采用将对象特征和控制性能要求相结合的方法，对多输入一多输出高阶线性时变系统和一类非线性时变系统从理论上详细推导出了其特征模型，在此基础上设计了基于特征模型的稳定的自适应模糊广义预测控制方案。由于控制结构中使用了分层模糊系统，从而减少了模糊规则数目。通过对一个挠性航天器控制的仿真实验验证了所给方法的有效性。     

固体推进剂药柱结构安全裕度预测方法述评

当前,各工业公司用来预测固体推进剂药柱结构安全裕度的方法各不相同。虽然他们所用的计算公式均很相似,但针对具体问题算得的安全裕度值却是有正有负。事实上,这一问题已成为发动机药柱设计结构完整性评定工作产生混乱的根源。本文评论了影响安全裕度计算的各项参数,即破坏准则、结构分析方法、推进剂响应和破坏特性。本文还鉴别和讨论了与上述参数有关的技术问题,提出了今后研究工作中应予关注的问题。     

电液仿真转台控制系统设计与仿真研究

针对影响三轴电液仿真转台动、静态性能最大的同步驱动、摩擦和大惯量负载干扰三个问题，采用了模拟人脑基于经验控制的FNN（模糊神经网络）控制器和基于学习校正的PNN（预测神经网络）控制器分别对应转台内环（角速度环）和外环（角度环）反馈系统。FNN同步控制器分为等同和主从同步控制模式，两种模式相互切换，提高了系统同步性能；PNN摩擦干扰控制器采用了基于双网络模型的NARMA（非线性自回归滑动平均）预测模型，具有较强的非线性系统辨识能力，提高了系统抗干扰能力。软件仿真结果表明，当转台外框负载发生变化或外框两马达转速相差较大时，使用PNN—FNN模型的智能控制系统仍具有较高的位置跟踪精度和动态性能。     

三维非线性变结构寻的制导律

建立了球坐标系内的三维导弹与目标相对运动模型，基于零化导弹与目标的视线角速度设计了非线性三维变结构鲁棒末制导律。该制导律考虑了更一般的拦截情况，不依赖于碰撞线附近线性化的假设，克服了剩余时间的估计误差对制导精度的不利影响。仿真结果表明，该制导律对于目标做复杂的大机动逃逸运动，仍然能够取得较好的脱靶量。     

航空电子产品的BAYES可靠性评估

针对航空电子产品可靠性评估问题, 确定了环境因子的分布, 把模拟试验信息通过环境因子折合得到了可靠性的预测分布。利用此预测分布作为验前分布结合飞行试验信息得到可靠性的验后分布。仿真算例表明这种方法比经典统计方法和传统BAYES方法更合理