基于LADRC的无人机高精度定高控制

针对复杂气流扰动对无人机（UAV）航迹高度控制的影响，对存在复杂气流扰动下的定高控制策略、控制结构和控制器参数优化展开研究，实现高精度高度控制。基于线性自抗扰控制（LADRC）确定总体控制架构，设计扩张状态观测器（ESO）观测估计纵向高度通道和速度通道中存在的总扰动，在控制中引入扰动补偿，减小扰动对系统输出造成的影响。对UAV在飞行过程中存在的大气紊流扰动或离散突风等风干扰分析其功率谱密度，构造考虑风扰动对高度影响、时域响应特性和稳定裕度的综合目标函数，通过粒子群优化算法得到具有高精度、高抗干扰性能的控制器参数，优化中考虑风干扰的功率谱密度分布，减小了控制器参数设计的保守性。通过与常规比例-积分-微分（PID）控制器控制效果进行对比，说明基于线性自抗扰控制器的纵向高度控制的优异性能。     

可重复使用飞行器进场着陆拉平纵向控制

针对可重复使用飞行器（RLV）进场着陆拉平段的纵向控制问题，提出了反馈控制与前馈控制相结合的复合控制策略。设计反馈控制律参数，在此基础上基于时间加权高度跟踪误差/误差变化率平方积分指标优化设计前馈控制律参数。按输入补偿的前馈控制在不影响系统稳定性的前提下，提高了RLV对拉平着陆轨迹的跟踪精度，减小了RLV的接地散布。提出了基于积分器初值的控制律平滑切换方法，实现了RLV起落架释放前后不同控制律之间的平滑切换。仿真验证了拉平纵向复合控制和拉平过程中不同控制律之间平滑切换方法的有效性。     

空间机械臂位形与基座姿态协同控制研究

针对自由飘浮空间机械臂与基座的运动耦合问题,提出了一种基于不变流形的机械臂位形与基座姿态协同控制算法。在分析了系统可控性的基础上,构造了线性状态反馈下系统的不变流形,并设计了分段连续的镇定控制器。该控制器先将系统状态镇定到不变流形之上,然后沿该流形将系统状态调整到期望值。仿真结果表明,在系统可控的条件下,所提出的协同控制算法能将机械臂位形与基座姿态同时调整到期望状态。     

高精度接触式扫描测头动态特性分析

本文在对高精度光学非球面摆臂式扫描测量方法简要介绍的基础上,建立了高精度接触式扫描测头的结构模型,详细分析了扫描速度对测量精度的影响规律.在此基础上.利用建立的摆臂式扫描测量系统对500mm口径,相对口径1:1的深型球面镜进行了相关测量实验并与干涉测量结果进行了比对.实验验证了上述分析的正确性.     

多约束条件下的制导律研究综述

随着导弹等制导武器机动能力的增强,制导精度的提高,多约束条件下的制导律研究成为精确制导研究的新热点。简要介绍了多约束条件下的制导问题,重点评述了近年来多约束条件下的制导律研究情况,对目前多约束条件下的制导律设计进行了比较详细的研究,系统分析了各种方法的优缺点,并分析了其可能的研究内容动态和方向,为精确制导技术的发展提供了参考和借鉴。     

基于双二体假设的载人登月自由返回轨道特性分析及设计

载人登月轨道设计是载人登月任务的基础。首先分析自由返回轨道在载人登月轨道设计中的基础性作用;然后,给出双二体假设下自由返回轨道的计算模型;在此基础上,对自由返回轨道的飞行时间、轨道倾角、近月距和轨道拼接点分布等参数进行特性分析。最后,给出基于双二体假设的轨道初步设计流程和设计实例,仿真结果验证了本文提出方法的有效性。     

一种用于舰船CNS/RLG-SINS组合导航系统校准的分段估计方法研究

分析了“天文测姿+惯性导航”组合导航滤波模型的可观测性问题，在状态不完全可观的条件下，提出采用分段滤波的方法可以分别对加速度计误差和陀螺漂移误差进行有效估计，此方法仅要求每段滤波开始前外部提供一次准确的初始位置和速度信息。结合舰载导航需求背景，设计仿真模型。仿真结果表明：采用分段滤波方法，加速度计常值偏置和陀螺常值漂移均可以得到充分估计；对惯性器件误差进行标校、补偿后，24小时的位置误差可由补偿前的3.6海里减小到补偿后的0.5海里。     

捷联惯性导航传统比力积分算法与对偶四元数算法的比较研究

捷联惯性导航速度更新算法中，将载体坐标系中的比力积分增量变换到导航参考坐标系中，载体姿态变化的影响通常采用一阶近似模型进行计算。本文分析了包括角振动和加速运动的动态运动下一阶近似模型的局限，在典型角振动及加速运动条件下对忽略姿态变化二阶项造成的速度更新误差进行了理论分析。通过比较，揭示了对偶四元数比力积分算法精度高于传统比力积分算法的原因，即和传统比力积分算法相比，对偶四元数比力积分算法等价于考虑了载体姿态变化影响的二阶项。通过典型角振动及加速运动条件下传统捷联惯性导航算法和对偶四元数导航算法的仿真比较，对理论分析结果进行了验证。     

轮廓拼接在光学非球面超精密坐标测量中的应用

针对光学非球面的高精度检测问题,研究了轮廓拼接技术在超精密导轨直线度误差的分离与补偿,大型非球面镜测量过程中传感器量程的扩展,以及高陡度保形光学非球面面形检测三个方面的应用.试验表明:利用轮廓拼接方法能够高精度的重构出面形轮廓,扩展系统的测量能力,方法简单,实用.     

序贯结构的Sage-Husa自适应滤波及其应用

在分析已有的Sage-Husa自适应滤波算法的基础上，本文首先推导了两种量测噪声自适应估计方法的等价性。为充分利用组合系统中已知的部分量测噪声参数，提高滤波稳定性和精度，研究了基于序贯结构的Sage-Husa自适应滤波算法；当组合系统测量噪声参数均为已知时，为降低算法复杂度，提高Sage-Husa自适应滤波的鲁棒性，加入协方差匹配的方法对序贯结构的Sage-Husa自适应滤波算法进行改进；通过在序贯结构下采用相应的信息融合策略，充分利用组合系统的输出信息。将两种算法分别应用于MIMU/GPS/磁强计组合系统中，基于跑车实验的离线数据分析表明，第一种滤波算法的滤波稳定性较标准自适应算法在滤波稳定性上有明显提高；第二种改进的滤波算法既降低了算法复杂度，又提高了抗野值效果，有效保持了组合系统在干扰状态下的导航精度。