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考虑预设性能约束的飞行器自适应神经网络姿态控制器
1
作者 王伟 刘佳琪 +2 位作者 林时尧 朱泽军 纪毅 《兵工学报》 北大核心 2025年第S1期131-142,共12页
针对存在模型不确定性的高速飞行器刚体动力学,考虑执行机构故障情况下的姿态预设性能控制问题,提出了一种基于自适应故障失效估计策略和有限时间预设性能控制的姿态控制器。采用动态有限时间预设性能控制和时变障碍Lyapunov控制技术,... 针对存在模型不确定性的高速飞行器刚体动力学,考虑执行机构故障情况下的姿态预设性能控制问题,提出了一种基于自适应故障失效估计策略和有限时间预设性能控制的姿态控制器。采用动态有限时间预设性能控制和时变障碍Lyapunov控制技术,保证了姿态跟踪误差的瞬态性能及稳态的有限时间收敛;同时,采用径向基函数自适应神经网络对模型不确定性进行估计。引入指令滤波器,避免了对复杂虚拟控制量的直接求导。通过设计自适应算法,对模型逼近误差、外部扰动以及滤波器估计误差的上界进行估计和补偿。针对执行机构的故障失效问题,设计了自适应复合容错控制策略,有效补偿了执行机构失效的影响。基于Lyapunov理论,验证了闭环系统的半全局一致有界性。通过数值仿真实验,验证了所设计姿态控制器的有效性。 展开更多
关键词 高速飞行器姿态控制 预设性能 时变障碍Lyapunov 模型不确定性 自适应神经网络 容错控制
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集群协同作战技术现状与战争应用综述 被引量:1
2
作者 吕斯宁 肖川 +4 位作者 冯恒振 娄文忠 张正谦 苏文亭 付胜华 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第3期1-16,共16页
集群协同弹药以其分布化、智能化、高机动性、高效费比等特点与优势,逐渐成为影响现代战争走向的重要作战力量。在充分调研世界各国集群作战项目的基础上,介绍了美军对于集群协同作战的技术定位和规划,列举了美军的典型集群项目,同时分... 集群协同弹药以其分布化、智能化、高机动性、高效费比等特点与优势,逐渐成为影响现代战争走向的重要作战力量。在充分调研世界各国集群作战项目的基础上,介绍了美军对于集群协同作战的技术定位和规划,列举了美军的典型集群项目,同时分析了典型发达国家的集群协同项目开展情况,综合对比分析国内已公开的典型集群研究项目,梳理主要技术体系并分析当前发展的方向。结合近年来集群武器技术在区域局部战争中的实际应用情况,探讨当前集群作战的实际价值与意义,为进一步开展集群武器各项关键技术攻关和实际战争应用提供参考。 展开更多
关键词 集群弹药 协同作战 无人机 战争应用
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一种无人机载巡飞弹安全投放控制方案设计
3
作者 周航 袁鸣 +2 位作者 拜云山 李永泽 冯高鹏 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第5期206-212,共7页
针对无人机载巡飞弹高空投放面临的控制系统可靠启控和弹体姿态稳定控制问题,基于惯性投放方式,提出了一种考虑机弹分离过程的安全投放控制方案。基于机弹分离安全距离的CFD计算结果、特种投放装置的特点及巡飞弹自身能够感知的状态信息... 针对无人机载巡飞弹高空投放面临的控制系统可靠启控和弹体姿态稳定控制问题,基于惯性投放方式,提出了一种考虑机弹分离过程的安全投放控制方案。基于机弹分离安全距离的CFD计算结果、特种投放装置的特点及巡飞弹自身能够感知的状态信息,设计了飞控系统启控时机的判断条件模型,确保弹翼约束解除后可快速转入姿态控制。在此基础上,基于BTT控制方式设计了某巡飞弹初始稳定段的姿态控制系统,并通过数学仿真试验和挂载投放飞行试验进行了验证。试验结果表明,该方案能够实现巡飞弹的安全分离、可靠启控及初始姿态稳定控制,为顺利完成作战任务提供了前提和保障。 展开更多
关键词 巡飞弹 惯性投放 启控时机 姿态控制系统 飞行试验
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导弹姿态控制发动机仿真模型研究 被引量:1
4
作者 康长赓 刘新民 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期1-4,共4页
通过对某型导弹的姿态控制发动机模型及其在数字仿真中的实现进行研究。介绍了包括等效合力和旋转力的两种实用模型 ,给出模型的实现方法。数字仿真结果表明给出的旋转力模型较接近 ACM的实际工作过程 。
关键词 导弹 模型 姿态控制发动机 仿真 旋转力 ACM
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改进角速度补偿型导引头捷联波束稳定方法
5
作者 朱文祖 全艺 +1 位作者 杨斌先 韦世顺 《现代防御技术》 北大核心 2025年第5期127-135,共9页
针对相控阵雷达导引头捷联波束稳定性能易受速率陀螺、波控系统等环节影响的问题,提出一种改进角速度补偿型捷联波束稳定方法,研究稳定环校正策略及原理,给出了工程化算法推导,构建出相控阵雷达导引头捷联波束稳定数学平台,对捷联波束... 针对相控阵雷达导引头捷联波束稳定性能易受速率陀螺、波控系统等环节影响的问题,提出一种改进角速度补偿型捷联波束稳定方法,研究稳定环校正策略及原理,给出了工程化算法推导,构建出相控阵雷达导引头捷联波束稳定数学平台,对捷联波束稳定性能进行改善。通过数字仿真,验证了采用该方法能有效消除速率陀螺测量偏差、动态滞后、传输延迟以及波控系统执行偏差、传输延迟等因素对波束稳定性能的影响,能有效提升捷联波束稳定性能,且工程上易于实现。 展开更多
关键词 捷联波束稳定 角速度补偿型 捷联导引头 捷联去耦 相控阵导引头 数学稳定平台
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基于改进预设性能的高超声速飞行器容错控制
6
作者 位志华 明超 +1 位作者 杨凯源 严苏豫 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第3期336-343,共8页
针对传统预设性能的性能边界后期收敛速度过慢,导致状态误差约束能力较弱等控制器设计中的局限性,研究了一种改进预设性能的非奇异终端滑模容错控制方法,提出了一种改进的性能函数和改进的误差转换函数,将转换后的误差引入非奇异终端滑... 针对传统预设性能的性能边界后期收敛速度过慢,导致状态误差约束能力较弱等控制器设计中的局限性,研究了一种改进预设性能的非奇异终端滑模容错控制方法,提出了一种改进的性能函数和改进的误差转换函数,将转换后的误差引入非奇异终端滑容错控制器设计中。同时利用扩张状态观测器对系统未知外界扰动进行精确估计,并将其补偿到控制器中,解决执行机构部分失效问题及抑制弹性影响,以获得可预设的瞬态性能和渐近稳态性能,通过Lyapunov理论分析证明了稳定性。最后通过吸气式高超声速飞行器姿态系统仿真对比实验,验证了所提出容错控制方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 吸气式高超声速飞行器 姿态控制 改进预设性能 滑模控制 容错控制
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一种无人机集群编队策略及阻滞方法研究
7
作者 刘伟 刘景尚 +1 位作者 谭左红 许刚 《兵工自动化》 北大核心 2025年第10期81-85,共5页
针对来袭巡航弹、隐身飞行器、飞行器集群等不同类型目标,开展无人机集群的编队策略、队形保持与重构、战场态势信息驱动等方法研究。通过模拟来袭目标,设计试验场景,对无人机集群编队的编队策略进行初步验证。结果表明:针对不同来袭目... 针对来袭巡航弹、隐身飞行器、飞行器集群等不同类型目标,开展无人机集群的编队策略、队形保持与重构、战场态势信息驱动等方法研究。通过模拟来袭目标,设计试验场景,对无人机集群编队的编队策略进行初步验证。结果表明:针对不同来袭目标采用特定类型的防御阵型,进而采用远距、多层,扩张、收敛,前突、换防等拦截策略,能对来袭目标进行有效阻滞,可为防空系统建设提供借鉴。 展开更多
关键词 无人机 集群编队 阵型 阻滞
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一种基于落角约束的偏置比例导引律 被引量:39
8
作者 高峰 唐胜景 +1 位作者 师娇 郭杰 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期277-282,共6页
为增大反坦克导弹的命中落角,提高毁伤效果,建立了击顶弹道末制导段的弹目相对运动模型,提出了一种基于落角约束的偏置比例导引律,并研究了落角约束对导引律法向过载的影响,通过设计盲区控制方案减小了命中点法向过载,最后基于导引弹道... 为增大反坦克导弹的命中落角,提高毁伤效果,建立了击顶弹道末制导段的弹目相对运动模型,提出了一种基于落角约束的偏置比例导引律,并研究了落角约束对导引律法向过载的影响,通过设计盲区控制方案减小了命中点法向过载,最后基于导引弹道仿真与传统比例导引律以及两种其它类型的改进比例导引律进行了仿真比较.仿真结果表明,该偏置比例导引律控制落角能力较强,同时具有较高的命中精度. 展开更多
关键词 反坦克导弹 落角约束 偏置比例导引律 法向过载 盲区
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基于ADRC的小型四旋翼无人直升机控制方法研究 被引量:37
9
作者 王俊生 马宏绪 +2 位作者 蔡文澜 税海涛 聂博文 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期31-34,40,共5页
以国防科技大学机器人实验室自行研制的小型四旋翼直升机为研究对象,根据牛顿-欧拉方程建立了小型四旋翼直升机的动力学模型;首次将自抗扰控制器运用于小型四旋翼直升机。在实验平台上实现了小型四旋翼直升机的姿态增稳控制。仿真结果... 以国防科技大学机器人实验室自行研制的小型四旋翼直升机为研究对象,根据牛顿-欧拉方程建立了小型四旋翼直升机的动力学模型;首次将自抗扰控制器运用于小型四旋翼直升机。在实验平台上实现了小型四旋翼直升机的姿态增稳控制。仿真结果和实验数据表明自抗扰控制器在小型四旋翼直升机姿态控制中具有很好的鲁棒性。 展开更多
关键词 小型四旋翼直升机 自抗扰控制器 建模 仿真
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导弹协同攻击编队自适应滑模控制器设计 被引量:22
10
作者 张磊 方洋旺 +1 位作者 毛东辉 雍霄驹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期700-707,共8页
针对基于领弹—从弹法导弹协同攻击编队队形控制问题,采用自适应滑模控制理论设计了编队控制器。首先通过基于微分几何理论的仿射非线性系统精确线性化方法将导弹非线性运动模型线性化,并在线性化模型的基础上建立了基于导弹跟踪误差和... 针对基于领弹—从弹法导弹协同攻击编队队形控制问题,采用自适应滑模控制理论设计了编队控制器。首先通过基于微分几何理论的仿射非线性系统精确线性化方法将导弹非线性运动模型线性化,并在线性化模型的基础上建立了基于导弹跟踪误差和相对速度误差的控制系统状态方程;其次在领弹的推力方向上引入速度控制项,解决领弹速度过大的情况下,从弹无法准确跟踪的问题;最后采用自适应滑模控制方法设计了控制量受限情况下的导弹三维非线性编队控制器并证明了其稳定性。仿真结果表明设计的控制器能够实现领弹对预先规划航路点的精确跟踪及期望编队队形的形成和保持,具有较强的稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 协同攻击 编队控制 非线性系统 精确线性化 领弹-从弹法
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敏捷导弹气动力/侧向推力复合控制特性分析研究 被引量:17
11
作者 邹晖 陈万春 +1 位作者 王鹏 殷兴良 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期192-196,共5页
讨论了敏捷导弹的气动力与姿控发动机侧向推力复合控制 .提出将控制系统分成控制律和复合逻辑两部分进行设计的方法 ,对敏捷导弹进行复合控制 ,并通过具体的仿真实例比较了在纯气动控制以及姿控发动机在连续和脉冲形式下的控制效果 .
关键词 导弹控制 脉冲控制 火箭推力 复合控制 姿态控制
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变质心控制策略分析 被引量:23
12
作者 易 彦 周凤歧 周 军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期117-120,共4页
导弹高速飞行时,气动舵控制方案存在着舵面烧蚀及控制效率降低等弊端。本文研究了一种新颖的适用于再入飞行器的控制方法──变质心控制,从根本上克服了气动舵控制方法的不足。建立了完整的变质心控制导弹六自由度非线性动力学方程,... 导弹高速飞行时,气动舵控制方案存在着舵面烧蚀及控制效率降低等弊端。本文研究了一种新颖的适用于再入飞行器的控制方法──变质心控制,从根本上克服了气动舵控制方法的不足。建立了完整的变质心控制导弹六自由度非线性动力学方程,深入分析由于导弹质心移动引起弹体姿态角变化的两个重要因素,分别给出针对弹体自旋转角频率高、低不同情况时相应的控制策略,为进一步设计导弹控制系统奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 变质心控制 非线性动力学方程 自动驾驶仪 自旋转角频率 控制策略 导弹 飞行器 飞行控制
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含扩张状态观测器的高超声速飞行器动态面姿态控制 被引量:40
13
作者 刘晓东 黄万伟 禹春梅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期916-922,共7页
针对高超声速飞行器复杂非线性、高不确定性和强通道耦合等特点,提出了一种飞行器姿态控制的非线性设计方法。根据高超声速飞行器无动力飞行的姿态运动方程组,给出一个可面向姿态控制的非线性设计模型。针对一类非线性系统,提出了一种... 针对高超声速飞行器复杂非线性、高不确定性和强通道耦合等特点,提出了一种飞行器姿态控制的非线性设计方法。根据高超声速飞行器无动力飞行的姿态运动方程组,给出一个可面向姿态控制的非线性设计模型。针对一类非线性系统,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的动态逆设计方法,并通过动态面控制理论,将其应用于高超声速飞行器的三通道姿态控制中。仿真结果表明,相比基于传统动态逆的动态面控制方案,本文所提出的控制方案可以保证飞行器快速、精确地跟踪角位置指令,并且具备针对系统不确定性的强鲁棒性能。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 姿态控制 动态逆控制 动态面控制 扩张状态观测器(ESO)
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导弹伪攻角反馈三回路驾驶仪设计分析 被引量:27
14
作者 王辉 林德福 祁载康 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期129-135,共7页
阐述了几种典型过载驾驶仪的结构演变过程,对传统三回路驾驶仪的结构进行了适当改进,提出了采用伪攻角作为反馈信号的三回路驾驶仪新结构。研究了驾驶仪工程指标与闭环极点之间的对应关系以及从状态反馈到输出反馈的变换技术,给出了基... 阐述了几种典型过载驾驶仪的结构演变过程,对传统三回路驾驶仪的结构进行了适当改进,提出了采用伪攻角作为反馈信号的三回路驾驶仪新结构。研究了驾驶仪工程指标与闭环极点之间的对应关系以及从状态反馈到输出反馈的变换技术,给出了基于输出反馈极点配置的伪攻角反馈三回路驾驶仪设计方法。研究结果表明,伪攻角反馈三回路驾驶仪消除了传统三回路驾驶仪的静差,并具有与其相似的控制特性以及鲁棒性能。分析结果显示,两种结构的三回路驾驶仪对静不稳定弹都具有较好的稳定控制性。 展开更多
关键词 三回路驾驶仪 结构布局 输出反馈 伪攻角反馈 静稳定性
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导弹协同作战编队队形最优保持控制器设计 被引量:30
15
作者 韦常柱 郭继峰 崔乃刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1043-1050,共8页
针对导弹编队协同作战的任务需求,采用最优控制理论设计了导弹的编队队形保持控制器。首先,从导弹协同作战体系的角度分析了导弹编队队形控制系统的构架;然后基于导弹在相对坐标系下的运动关系,建立了导弹的相对运动模型,这种建模方式... 针对导弹编队协同作战的任务需求,采用最优控制理论设计了导弹的编队队形保持控制器。首先,从导弹协同作战体系的角度分析了导弹编队队形控制系统的构架;然后基于导弹在相对坐标系下的运动关系,建立了导弹的相对运动模型,这种建模方式可使弹间相对运动过程的物理意义明晰;最后在从弹自身控制系统闭环稳定的前提下,视领弹的运动状态为输入扰动,基于弹间相对运动模型采用线性二次(LQ)最优控制理论设计了导弹编队飞行保持控制器。仿真结果表明,该控制器能够克服输入扰动、模型常值扰动以及线性化偏差,可实现对协同作战任务规划系统提出的期望导弹编队队形快速、稳定的调整与保持控制。 展开更多
关键词 协同作战 最优控制 队形保持 编队飞行 导弹
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基于曲线拟合的多传感器时间对准方法研究 被引量:25
16
作者 梁凯 潘泉 +2 位作者 宋国明 张兴国 张震龙 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2006年第12期51-53,共3页
针对多传感器数据融合时间不同步、数据率不一致的特点,提出了一种基于曲线拟合的时间对准算法。该方法能将不同传感器测得的不同采样周期的数据对准到同一时间点上,以便进行特征提取与数据融合。同现有算法相比较,该算法计算简单,速度... 针对多传感器数据融合时间不同步、数据率不一致的特点,提出了一种基于曲线拟合的时间对准算法。该方法能将不同传感器测得的不同采样周期的数据对准到同一时间点上,以便进行特征提取与数据融合。同现有算法相比较,该算法计算简单,速度快,提高了融合效率。 展开更多
关键词 多传感器 数据融合 时间对准 数据拟合
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多导弹协同攻击编队非线性最优控制器设计 被引量:11
17
作者 张磊 方洋旺 +1 位作者 刁兴华 胡杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期401-406,共6页
针对多导弹协同攻击编队控制问题,采用仿射非线性系统最优控制理论设计了基于领弹-从弹法的多导弹编队控制器.首先采用基于微分几何理论的非线性系统精确线性化方法,将导弹非线性运动模型线性化;然后根据从弹、领弹间的相对运动关系,给... 针对多导弹协同攻击编队控制问题,采用仿射非线性系统最优控制理论设计了基于领弹-从弹法的多导弹编队控制器.首先采用基于微分几何理论的非线性系统精确线性化方法,将导弹非线性运动模型线性化;然后根据从弹、领弹间的相对运动关系,给出了包含领弹运动信息和队形信息的从弹期望轨迹,建立了基于从弹跟踪误差向量的系统状态方程;最后采用基于稳态解的黎卡提矩阵微分方程求解方法解决最优控制问题,设计了从弹的三维非线性编队控制器;仿真结果表明所设计的控制器能够在领弹机动地情况下快速、稳定地实现编队队形的形成和保持. 展开更多
关键词 协同攻击 编队控制 精确线性化 领弹-从弹法 最优控制
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时变最优的增强型比例导引及其脱靶量解析解 被引量:14
18
作者 王辉 林德福 +1 位作者 祁载康 张頔 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期692-698,共7页
以time-to-go为基础建立时变的目标罚函数,根据最优控制理论,推导了对常值机动目标时变最优的增强型比例导引律;对权函数指数的分析结果表明,增强型比例导引有效导航比与权函数的指数一一对应。对增强型比例导引有效导航比的工程取值范... 以time-to-go为基础建立时变的目标罚函数,根据最优控制理论,推导了对常值机动目标时变最优的增强型比例导引律;对权函数指数的分析结果表明,增强型比例导引有效导航比与权函数的指数一一对应。对增强型比例导引有效导航比的工程取值范围给出了合理的理论解释。将制导动力学简化为一阶滞后,并将导引头初始瞄准误差、目标常值机动引入到制导系统中,根据伴随法的数学思想,研究了增强型比例导引制导系统在初始瞄准误差、目标常值机动作用下的脱靶量解析解,最后通过伴随系统的数学仿真对解析解的正确性进行了验证。 展开更多
关键词 增强型比例导引 剩余飞行时间 伴随法 脱靶量
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导弹直接侧向力与气动力复合控制设计与实现 被引量:22
19
作者 马克茂 赵辉 张德成 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期310-316,共7页
针对带有姿控式直接侧向力/气动力复合控制系统导弹的控制律设计问题,建立了俯仰平面内姿态控制系统的数学模型,应用非线性系统理论对模型进行了分析,在此基础上建立了进行控制系统设计的简化模型。基于滑模变结构控制理论进行了复合控... 针对带有姿控式直接侧向力/气动力复合控制系统导弹的控制律设计问题,建立了俯仰平面内姿态控制系统的数学模型,应用非线性系统理论对模型进行了分析,在此基础上建立了进行控制系统设计的简化模型。基于滑模变结构控制理论进行了复合控制律设计,并分别考虑气动力控制和直接侧向力控制的特点对所设计的控制律进行了实现。所设计的复合控制系统在进行快速攻角指令跟踪的同时,可以有效节省姿控发动机的使用数量。仿真结果说明了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 输出跟踪 侧喷发动机 姿态控制 变结构控制 复合控制
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某导弹折叠弹翼展开过程的仿真分析 被引量:27
20
作者 崔二巍 于存贵 +1 位作者 李猛 齐贤伟 《兵工自动化》 2013年第12期12-14,共3页
折叠弹翼的展开性能关系着导弹发射后能否正常飞行。以某导弹的折叠弹翼为研究对象,对其展开过程进行仿真分析。根据其结构和工作原理,在Adams多体动力学软件中建立仿真模型,仿真其在不同作动力曲线下的展开过程,得到弹翼展开角度、角... 折叠弹翼的展开性能关系着导弹发射后能否正常飞行。以某导弹的折叠弹翼为研究对象,对其展开过程进行仿真分析。根据其结构和工作原理,在Adams多体动力学软件中建立仿真模型,仿真其在不同作动力曲线下的展开过程,得到弹翼展开角度、角速度、动能曲线和弹翼与锁定销之间的碰撞力曲线,并对弹翼展开过程中的性能进行检验。仿真结果表明:弹翼能迅速展开到位,并能准确定位、可靠锁定,展开过程中各部件之间不会相互干涉。 展开更多
关键词 折叠弹翼 展开 锁定 作动力 仿真
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