碟形飞行器复合控制系统的控制分配策略研究

碟形飞行器复合控制系统是一个高度非线性的多输入系统,通过对碟形飞行器所受合外力和力矩的分析并根据纵向运动假设得到碟形飞行器纵向运动简化方程,进行小偏差线性化得到纵向通道变质量矩/推力矢量复合控制线性化方程。针对两类执行机构如何协调控制这一难题,文章采用控制分配思想在结构上对碟形飞行器复合控制系统进行了优化,并分别采用了广义逆控制分配方法和基于二次规划的直接最优分配方法进行了仿真研究,结果表明控制分配方法能有效地协调两类执行机构的控制,并具有较强的鲁棒性。     

一种新型三维制导律设计的非线性方法

 结合微分几何和李群方法的优点,设计了一种非解耦的新型三维(3D)制导律。首先,基于微分几何理论,得到了导弹运动的微分几何描述方程,无需估计剩余飞行时间。然后,通过李群旋量描述,建立了视线方位角与视线角速率之间的联系。最后,在以上工作的基础上,利用李雅普诺夫稳定理论,针对导弹制导的无终端约束和有终端约束情况分别进行了相应制导律设计。该制导律不需要估算剩余飞行时间,并且能够满足终端角度约束的要求。仿真结果表明：所设计制导律能够适应于高速、大机动倾斜转弯(BTT)导弹精确制导。     

一种涡轴发动机转速抗扰控制器设计及应用

主要研究了涡轴发动机控制问题.自抗扰控制(ADRC)是近年来新兴的控制方法,在不改变原有发动机串级比例积分微分(PID)控制结构的基础上,提出并构建了一种串级PID+扭矩ADRC补偿的控制结构,该结构充分利用了ADRC控制强的干扰补偿能力.最后,在直升机/发动机综合模型仿真环境下,通过模拟直升机大幅急速升降操作,验证了该算法具有比较理想的抗扰控制效果,能够较好地抑制直升机操控过程中大的扭矩扰动对涡轴发动机造成的不利影响.      

多目标柔性作业车间调度的集成算子遗传算法

柔性作业车间调度（FJSP）中,在将任务按顺序分配到各机床前,首先要为任务选择加工机床。为求解多目标FJSP,本文在分析该问题特点的基础上,提出了一种面向甘特图的串编码（GORS）及相应的的遗传算法算子的基本操作,提出了集成算子遗传算法,并给出了其具体实现。文献算例的实验及与国际最近研究成果比较表明。该算法减小了目标参数值即生产周期、最大机床负载和总的机床负载。     

一种基于Sobel算子的星敏感器星图预处理方法

星敏感器在太空环境下工作时容易受到杂散光的干扰,对星图进行二值化后直接采用质心法难以从星图中提取恒星星像坐标.针对上述问题,提出了一种基于Sobel算子的星敏感器星图预处理方法,用于提取星像坐标.首先采用Sobel算子计算星图中所有像素的梯度,保留所有大于阈值的像素梯度作为新的星图,然后以新的星图作为样板通过质心法从原...     

空间站柔性展开机构仿真方法研究

空间站展开机构是典型的大型多柔体系统,其展开收拢过程涉及非线性大变形以及接触碰撞问题。首先采用绝对节点坐标法作为柔性体的建模方法,建立了梁单元的有限元单元格式,然后基于拉格朗日方法和Hertz接触理论建立了考虑接触碰撞问题的柔性多体系统动力学方程,采用向后差分方法数值求解柔性多体系统的微分代数方程,最后以自由梁、简支梁和柔性单摆进行数学仿真验证。结果表明,该方法可用作我国空间站大型柔性太阳电池翼的设计分析参考。     

舰艇编队防空火力分配问题的改进遗传算法

在建立舰艇编队防空火力分配模型的基础上,设计了求解该问题的改进遗传算法。实验结果表明,该算法可以有效求得舰艇编队防空火力分配问题的最优解或近似最优解,是求解舰艇编队防空火力分配问题的一个较好的方案。     

脉冲推力下多星协同搬运的预测博弈控制

在轨装配过程中,为了将装配结构运输到装配主体结构附近的期望位置,利用多个微小卫星进行协同搬运。针对多星协同搬运的轨道转移控制问题,为满足多种控制约束的同时减少星载燃料和通信资源消耗,研究了脉冲推力下的多星自主博弈控制方法。考虑到各个微小卫星的独立性和协同性,以相对轨道动力学为模型、以控制精度和能量消耗的二次型为局部目标函数构建多星博弈问题,个体能够通过局部目标函数的优化获得控制策略,避免了传统集中式方法所需的控制分配。鉴于微小卫星的控制能力以及通信能力,引入脉冲推力形式并将其与控制幅值约束合并描述为存在周期及幅值限制的力约束,与避免干扰姿态的力矩约束一起作为多星博弈问题的控制约束,相较于连续推力形式便于实施。在多约束博弈求解方面,设计了预测博弈控制算法来分布式地逼近纳什均衡策略,将计算负担分散在各个微小卫星之间的同时提高了方法的容错性。最后,数值仿真表明：所提出的脉冲推力下的预测博弈控制方法能够在满足多种控制约束条件下使得装配结构达到期望状态,在燃料消耗和通信压力等方面显著优于传统集中式方法。     

“定黏假设”对伴随系统求解和梯度精度影响

“定黏假设”的引入能简化伴随方程的推导及流场求解器的子程序微分过程,但同时会引起灵敏度计算误差,有时甚至导致求解的不稳定性。为了探讨层流和湍流黏性系数对伴随灵敏度计算精度的影响程度,分别研究了3种不同定黏方法：冻结层流黏性系数方法(FLV),冻结湍流黏性系数方法(FEV)和同时冻结层流及湍流黏性系数方法(FLEV)。首先基于代数形式的主方程和目标函数详细推导了完全湍流及3种不同定黏方法所对应的伴随方程;然后介绍如何利用自动微分软件开发相应离散伴随求解器并给出流程图;最后以跨声速NASA Rotor 67为研究对象,通过与线化求解器和完全湍流伴随求解器的结果进行对比,分析研究不同工况(最高效率点及近失速点)下“定黏假设”方法对离散伴随系统求解稳定性、灵敏度收敛性、灵敏度精度及残差的渐近收敛率的影响。     

数字式PID控制算法研究

研究和总结了弹箭体数字式PID控制算法及相应的系统分析综合方法。首先研究了数字积分和微分信息的实现算法和特性,然后在此基础上,总结出数字式PID控制器的两类实现算法及相应的系统频域分析综合方法,并通过对比提出了一种较简单实用的算法。为使用数字式PID控制者提供了理论基础、实用的算法和正确的系统分析综合方法。