再入弹头质量矩复合控制系统设计 被引量：6

1

作者 李瑞康 荆武兴 +1 位作者 高长生 杜华军 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第4期43-48,52,共7页

针对提出的再入弹头质量矩复合控制模式,利用变结构控制方法设计了三通道的姿态控制律。为了抑制滑块跟踪运动和再入过程中非对称气动烧蚀带来的影响以及满足快速、鲁棒性的要求,设计了基于时间最优的滚动通道的稳定控制律;用双积分系... 针对提出的再入弹头质量矩复合控制模式,利用变结构控制方法设计了三通道的姿态控制律。为了抑制滑块跟踪运动和再入过程中非对称气动烧蚀带来的影响以及满足快速、鲁棒性的要求,设计了基于时间最优的滚动通道的稳定控制律;用双积分系统的时间性能指标来确定切换线,同时构造双切换函数以及在原点领域切换为连续控制律来解决开关颤振问题;为了抑制滑块运动带来的影响,在滑块结构布局优化的基础上,利用变结构设计了俯仰和偏航通道姿态控制律。最后,通过非线性系统仿真验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 质量矩控制 滚动稳定 再入弹头 变结构控制

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基于自适应反演法的质量矩导弹控制律设计 被引量：4

2

作者 高长生 荆武兴 李君龙 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期686-690,共5页

基于反演技术研究了双滑块质量矩导弹俯仰、偏航通道跟踪控制问题。以所建立的仿射型控制模型为基础,考虑到滑块速度、加速度及导轨等不确定因素的影响,给出了鲁棒自适应反演控制律;针对反演法存在计算膨胀这一问题,设计了滑模滤波器来... 基于反演技术研究了双滑块质量矩导弹俯仰、偏航通道跟踪控制问题。以所建立的仿射型控制模型为基础,考虑到滑块速度、加速度及导轨等不确定因素的影响,给出了鲁棒自适应反演控制律;针对反演法存在计算膨胀这一问题,设计了滑模滤波器来估计虚拟控制量的导数;针对反演法给出的增益系数无法保证满意的性能指标这一问题,采用遗传算法优化控制器参数。仿真结果验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 飞行器控制、导航技术 导弹 质量矩控制 鲁棒自适应反演 鲁棒滑模滤波器

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一维质量矩控制系统建模与试验 被引量：1

3

作者 曹恒 余涵 +2 位作者 秦一氓 马立江 龙勇波 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1360-1364,1372,共6页

为了大惯性质量控制系统硬件在环仿真的需要,研制了一种新型的控制系统试验装置。采用实测试验数据与M atlab仿真协同分析方法,完成了系统关键模块的试验建模。目前该试验系统在3°角度范围内,在受扰状态下能够自动平衡空间姿态。... 为了大惯性质量控制系统硬件在环仿真的需要,研制了一种新型的控制系统试验装置。采用实测试验数据与M atlab仿真协同分析方法,完成了系统关键模块的试验建模。目前该试验系统在3°角度范围内,在受扰状态下能够自动平衡空间姿态。试验结果表明:该系统具有适于大惯性质量对象的硬件在环仿真的特点。 展开更多

关键词 一维质量矩 控制系统 建模 硬件在环 仿真

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基于混合灵敏度下H_∞控制在三滑块质量矩导弹上的应用 被引量：2

4

作者 贺有智 张晓宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1254-1260,共7页

由于质量矩导弹是一个具有非线性和模型不确定性的多变量系统,为了进一步提高控制系统的鲁棒性,对三滑块质量矩导弹进行了鲁棒控制系统的研究。以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系... 由于质量矩导弹是一个具有非线性和模型不确定性的多变量系统,为了进一步提高控制系统的鲁棒性,对三滑块质量矩导弹进行了鲁棒控制系统的研究。以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,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,考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,在混合灵敏度控制的基础上,采用H∞控制理论对导弹进行姿态控制系统的研究,仿真结果验证了这种方法的有效性。 展开更多

关键词 质量矩 姿态控制 混合灵敏度

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质量矩拦截弹的模糊滑模姿态控制系统设计 被引量：7

5

作者 张晓宇 贺有智 王子才 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1419-1423,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 质量矩拦截弹 姿态控制 滑模控制 模糊逻辑算法

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质量矩拦截器机动能力估算 被引量：2

6

作者 杨宇光 王丽丽 +1 位作者 万自明 陈国瑛 《现代防御技术》 2004年第4期26-31,共6页

首先介绍了质量矩拦截器的概念和特点,提出建立过载的速度是质量矩拦截器机动性的关键因素。通过建立简化的模型,得到了质量矩拦截器在俯仰平面内运动时建立攻角响应时间的解析表达式,并在此基础上进行了初步分析,表明质量矩拦截器具有... 首先介绍了质量矩拦截器的概念和特点,提出建立过载的速度是质量矩拦截器机动性的关键因素。通过建立简化的模型,得到了质量矩拦截器在俯仰平面内运动时建立攻角响应时间的解析表达式,并在此基础上进行了初步分析,表明质量矩拦截器具有很强的机动能力。 展开更多

关键词 质量矩拦截器 变质心控制 机动能力

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质量矩拦截弹的非线性预测控制器设计 被引量：3

7

作者 张晓宇 贺有智 王子才 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S9期885-888,896,共5页

文中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,利用非线性预测控制设计了姿态控制系统。考虑到系统的不确定性,对系统的鲁棒性进... 文中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,利用非线性预测控制设计了姿态控制系统。考虑到系统的不确定性,对系统的鲁棒性进行了分析。仿真结果证明了这种方法的有效性。 展开更多

关键词 质量矩拦截弹 姿态控制 鲁棒控制 非线性预测控制

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质量矩导弹固定时间二阶滑模控制方法 被引量：1

8

作者 赵金龙 郭建国 周军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1219-1223,共5页

针对三轴稳定的双滑块质量矩导弹,基于动态系统零点配置原理提出一种快速固定时间二阶滑模控制方法。首先建立具有完整耦合动力学特征的质量矩导弹姿态动力学模型;其次,基于典型动态系统进行零点配置原理分析和收敛时间估计;在此基础上... 针对三轴稳定的双滑块质量矩导弹,基于动态系统零点配置原理提出一种快速固定时间二阶滑模控制方法。首先建立具有完整耦合动力学特征的质量矩导弹姿态动力学模型;其次,基于典型动态系统进行零点配置原理分析和收敛时间估计;在此基础上,提出动态过程可调节的固定时间二阶滑模控制方法,并对系统收敛时间的上界进行估计;最后,针对质量矩导弹的仿真校验了设计方法的有效性。 展开更多

关键词 质量矩导弹 固定时间控制 二阶滑模

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质量矩拦截弹的H∞鲁棒控制研究 被引量：3

9

作者 张晓宇 王子才 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期50-55,共6页

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,得到了一个耦合的非线性动力学系统.利用微分几何的反馈线性化理论,得到了一个解耦线性系统,考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题,为了提高系统的动态性能,采... 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,得到了一个耦合的非线性动力学系统.利用微分几何的反馈线性化理论,得到了一个解耦线性系统,考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题,为了提高系统的动态性能,采用LMI区域进行闭环极点配置.同时,提出基于ITAE准则,考虑混合灵敏度问题,对权函数的选择等问题进行了研究,设计了具有鲁棒极点约束的质量矩拦截弹姿态控制系统,仿真结果验证了这种方法的有效性. 展开更多

关键词 质量矩拦截弹 反馈线性化 H∞控制 混合灵敏度S/R/T问题 极点约束

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一种质量矩导弹模糊姿态控制规律的研究 被引量：1

10

作者 郭庆 杨明 王子才 《航天控制》 CSCD 北大核心 2006年第3期7-12,共6页

针对大气层内飞行的质量矩导弹,提出了一种基于模糊逻辑的姿态控制规律。在建立了3轴稳定质量矩导弹姿态运动模型的基础上,制定了3个方向上滑块位置对应的模糊规则表,并通过分析角加速度和遍历条件的关系对3个滑块位置协调控制。同时利... 针对大气层内飞行的质量矩导弹,提出了一种基于模糊逻辑的姿态控制规律。在建立了3轴稳定质量矩导弹姿态运动模型的基础上,制定了3个方向上滑块位置对应的模糊规则表,并通过分析角加速度和遍历条件的关系对3个滑块位置协调控制。同时利用遗传算法根据指定的性能指标对PD控制参数进行离线校正。仿真结果表明,该方法能在保证系统稳定的情况下有效实现导弹的姿态调整。 展开更多

关键词 质量矩导弹 滑块位置 模糊规则表 遍历条件 PD控制参数

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质量矩复合控制拦截器一体化制导控制方法

11

作者 郭庆 秦开宇 杨明 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期363-368,共6页

在建立质量矩复合控制拦截器制导控制一体化数学模型的基础上,利用微分几何策略对一体化制导控制系统进行了设计,给出了发动机期望控制力矩和滑块期望位置指令,并采用极点配置方法对反馈控制系数进行了设计。为保证系统具有能控性,对滑... 在建立质量矩复合控制拦截器制导控制一体化数学模型的基础上,利用微分几何策略对一体化制导控制系统进行了设计,给出了发动机期望控制力矩和滑块期望位置指令,并采用极点配置方法对反馈控制系数进行了设计。为保证系统具有能控性,对滑块质量和发动机稳态推力参数进行了设计。仿真结果表明,该方法能实现拦截器末段的制导控制,同时能降低对滑块执行机构的功率要求。 展开更多

关键词 质量矩复合控制拦截器 制导控制一体化 微分几何策略 极点配置

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大气层外质量矩控制自旋拦截器的姿态机动效果分析 被引量：2

12

作者 姜宇 姚郁 《航天控制》 CSCD 北大核心 2005年第5期4-8,共5页

针对大气层外质量矩控制自旋拦截器的特点,建立了具有一个可任意活动质量块的拦截器六自由度动力学数学模型;并基于带有一个沿径向运动质量块的姿态动力学模型,分析了姿态控制机理及结构参数对姿态控制效果的影响,通过仿真验证了分析的... 针对大气层外质量矩控制自旋拦截器的特点,建立了具有一个可任意活动质量块的拦截器六自由度动力学数学模型;并基于带有一个沿径向运动质量块的姿态动力学模型,分析了姿态控制机理及结构参数对姿态控制效果的影响,通过仿真验证了分析的有效性,为拦截器姿态控制系统的设计奠定了基础。 展开更多

关键词 质量矩自旋拦截器 六自由度数学模型 姿态控制

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星上控制力矩陀螺群隔振平台的动力学特性 被引量：15

13

作者 张尧 黄庭轩 徐世杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期80-85,共6页

为能够给星上有效载荷提供一种超静环境,提出一种星上控制力矩陀螺群(CMGs,Control Moment Gyroscopes)的隔振方案,并对所使用的隔振平台的动力学特性进行研究分析.首先介绍了不同参数模型的隔振元件工作原理和参数特性;其次利用牛顿-... 为能够给星上有效载荷提供一种超静环境,提出一种星上控制力矩陀螺群(CMGs,Control Moment Gyroscopes)的隔振方案,并对所使用的隔振平台的动力学特性进行研究分析.首先介绍了不同参数模型的隔振元件工作原理和参数特性;其次利用牛顿-欧拉法对含有隔振平台和CMGs的卫星进行动力学建模;最后通过频域和时域的方法分析并对比了各个参数模型下的隔振平台力衰减特性以及对星体姿态稳定度的改善程度.结果表明:两参数加调谐质量阻尼器模型下的隔振平台对共振峰值有一定的衰减作用,三参数模型下的隔振平台在力衰减和对姿态稳定度的改善程度上要明显优于其他2种模型. 展开更多

关键词 控制力矩陀螺群 两参数模型 调谐质量阻尼器 三参数模型 隔振平台

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一种新型控制方式的高超音速导弹运动建模

14

作者 熊先泽 李言俊 张科 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2007年第9期20-23,共4页

弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。在牛顿经典力学的基础上,详细推导出高超音速质量矩导弹的动力学模型并对该模型进行了相应的简化,该模型的建立对于研... 弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。在牛顿经典力学的基础上,详细推导出高超音速质量矩导弹的动力学模型并对该模型进行了相应的简化,该模型的建立对于研究高超音速导弹提供了一种新型的控制方式,并以此为其工程化提供了必要的理论依据。 展开更多

关键词 高超音速导弹 机动控制 建模 质量矩

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质量矩控制导弹的建模与运动分析 被引量：3

15

作者 徐国民 李天舒 +1 位作者 张晓宇 张利军 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1588-1593,共6页

质量矩控制可以有效解决飞行器在超高马赫数飞行时的舵面气动加热问题,建立了质量矩导弹通用数学模型,针对具有3个滑块的三轴稳定质量矩导弹,分析了惯性主轴变化、惯性力矩和气动力矩对导弹运动的影响,结合频域摄动法和数值分析方法对... 质量矩控制可以有效解决飞行器在超高马赫数飞行时的舵面气动加热问题,建立了质量矩导弹通用数学模型,针对具有3个滑块的三轴稳定质量矩导弹,分析了惯性主轴变化、惯性力矩和气动力矩对导弹运动的影响,结合频域摄动法和数值分析方法对这一动力学模型进行了模型简化以及简化误差补偿方法的研究.研究结果表明经过误差补偿的简化模型与未简化模型的动力学特性基本一致,以动力学系数的形式对给出了质量矩导弹的控制系统方程,为质量矩导弹进行制导控制系统的设计与分析提供依据. 展开更多

关键词 导弹 质量矩控制 动力学模型 简化方程 误差补偿

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基于动态逆的质量矩拦截弹模糊滑模控制 被引量：2

16

作者 张晓宇 王子才 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期673-677,共5页

质量矩控制可以避免飞行器在超高马赫数飞行时的舵面气动加热问题,本文建立了质量矩拦截弹数学模型,将其简化为一个耦合的非线性动力学系统.应用双时标分解的方法,提出将拦截弹动力学分离为快变状态动力学和慢变状态动力学,在快变和慢... 质量矩控制可以避免飞行器在超高马赫数飞行时的舵面气动加热问题,本文建立了质量矩拦截弹数学模型,将其简化为一个耦合的非线性动力学系统.应用双时标分解的方法,提出将拦截弹动力学分离为快变状态动力学和慢变状态动力学,在快变和慢变子系统中应用滑模控制理论设计拦截弹飞行控制系统,采用模糊逻辑算法抑制系统的抖振现象,同时也可以抑制气动参数摄动而引起的控制系统性能的下降.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,即可实现拦截弹的飞行控制,提高了拦截弹的机动性和敏捷性. 展开更多

关键词 质量矩拦截弹 动态逆 时标分解 滑模控制 模糊逻辑算法

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使用固体火箭发动机的快速机动卫星质量矩控制研究 被引量：5

17

作者 陆正亮 张翔 +2 位作者 于永军 莫乾坤 廖文和 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1165-1172,共8页

针对使用固体火箭发动机进行卫星快速变轨机动时的姿态翻转问题,提出使用二维质量矩控制技术予以解决。首先分析了喷气阻尼力矩对三轴稳定卫星姿态的影响,随后建立了考虑推进剂燃烧过程的完整动力学模型,并从通道耦合以及扰动力矩角度... 针对使用固体火箭发动机进行卫星快速变轨机动时的姿态翻转问题,提出使用二维质量矩控制技术予以解决。首先分析了喷气阻尼力矩对三轴稳定卫星姿态的影响,随后建立了考虑推进剂燃烧过程的完整动力学模型,并从通道耦合以及扰动力矩角度对模型特性进行了分析;最后利用仿真手段对质量矩控制卫星姿态的可行性进行了仿真分析,同时考察了发动机不同装药形式以及外形尺寸对控制系统操纵性能的影响。结果表明:二维质量矩控制卫星姿态是切实可行的,且短粗型的发动机结构对控制系统设计更加有利。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 快速机动 质量矩 姿态控制

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基于GA的模糊PID控制在质量矩导弹系统上的应用 被引量：1

18

作者 李阳 郭大勇 《现代防御技术》 北大核心 2007年第2期47-51,共5页

针对三轴稳定的质量矩导弹姿态控制系统,提出了一种基于遗传算法进行参数寻优的模糊PID控制方法。在建立姿控系统数学模型的基础上,首先设计了姿态控制的优先级函数,然后根据实际的姿态控制系统,设计了遗传算法的性能指标函数和具体的... 针对三轴稳定的质量矩导弹姿态控制系统,提出了一种基于遗传算法进行参数寻优的模糊PID控制方法。在建立姿控系统数学模型的基础上,首先设计了姿态控制的优先级函数,然后根据实际的姿态控制系统,设计了遗传算法的性能指标函数和具体的优化策略,最后给出了模糊PID控制器的设计思路。仿真结果说明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 质量矩 姿态控制 优先级函数 遗传算法 模糊PID

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低轨纳卫星质量矩姿态控制技术研究 被引量：2

19

作者 胡远东 陆正亮 廖文和 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1599-1609,共11页

针对气动力矩严重影响低轨纳卫星姿态控制效果的问题,创新性地提出了利用质量矩技术将气动干扰转化为控制力矩的解决方法.由于气动力矩矢量垂直于大气来流速度方向,因而采用质量矩与磁力矩相结合的方式三轴全驱动控制卫星姿态,从而避免... 针对气动力矩严重影响低轨纳卫星姿态控制效果的问题,创新性地提出了利用质量矩技术将气动干扰转化为控制力矩的解决方法.由于气动力矩矢量垂直于大气来流速度方向,因而采用质量矩与磁力矩相结合的方式三轴全驱动控制卫星姿态,从而避免系统欠驱动.建立双执行机构控制方式的姿态动力学模型,并根据各干扰项的影响简化了控制方程.针对气动力不确定、星体参数误差、未知环境影响等复杂干扰,设计了针对理想控制力矩基于干扰观测器的滑模控制器.为减小滑块附加干扰力矩,研究了理想控制力矩的最优分配策略.最后,为双执行机构搭建了半物理仿真平台,结果表明:姿态机动过程中,与滑块加速度相关的附加惯性力矩远大于其他干扰项,最优力矩分配策略能够大幅减小快时变的附加干扰,优化效果明显;姿态保持过程中,干扰观测器能有效观测系统慢时变干扰,提高滑模控制律的姿态控制精度,姿态角收敛误差小于±0.1°.最终验证了在低轨纳卫星上利用质量矩技术控制姿态的可行性. 展开更多

关键词 姿态控制 质量矩 气动力矩 干扰观测器 力矩分配 半物理仿真

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基于跟踪-微分器的气浮十字梁复合控制研究

20

作者 支岳 赵国荣 宋超 《现代防御技术》 北大核心 2012年第4期84-88,共5页

基于气浮十字梁实验系统的纵向模型,设计了基于跟踪-微分器的非线性PID控制律,加入补偿器克服跟踪-微分器产生的相位延迟,通过与普通PID控制律进行数学仿真和实物实验的比较,验证了所设计的控制算法鲁棒性好而且对噪声有良好的滤波作用... 基于气浮十字梁实验系统的纵向模型,设计了基于跟踪-微分器的非线性PID控制律,加入补偿器克服跟踪-微分器产生的相位延迟,通过与普通PID控制律进行数学仿真和实物实验的比较,验证了所设计的控制算法鲁棒性好而且对噪声有良好的滤波作用,为深入探讨气动-质量矩复合控制奠定了基础。 展开更多

关键词 气动-质量矩复合控制 十字梁 跟踪-微分器 鲁棒性

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