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基于增量非线性动态逆的导弹解耦控制设计
1
作者 陈星阳 赵霞 +1 位作者 周小志 李良 《弹箭与制导学报》 北大核心 2024年第2期76-81,共6页
针对导弹大迎角机动存在强耦合动力学特点,提出了一种基于增量非线性动态逆的解耦控制方法,将自动驾驶仪分为高带宽的快变角速率内回路和低带宽的慢变角回路控制,用部分逆近似求解的方法分别设计了增量形式的动态逆控制律对消不同的耦合... 针对导弹大迎角机动存在强耦合动力学特点,提出了一种基于增量非线性动态逆的解耦控制方法,将自动驾驶仪分为高带宽的快变角速率内回路和低带宽的慢变角回路控制,用部分逆近似求解的方法分别设计了增量形式的动态逆控制律对消不同的耦合项,实现控制解耦的目的。典型工况数字仿真结果表明,所设计的导弹增量非线性动态逆控制解耦律大大改善了强耦合动力学下的稳定控制性能。相比传统PID控制,它能够完全消除过载响应的低频振荡和超调量,同时还使得滚转角响应能够准确跟踪指令。 展开更多
关键词 自动驾驶仪 耦合 增量非线性动态逆 解耦控制
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基于反步法和非线性动态逆的无人机三维航路跟踪制导控制 被引量：11
2
作者 刘重 高晓光 +1 位作者 符小卫 郤文清 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2030-2040,共11页
为实现无人机在大范围内稳定、精确地跟踪三维参考航路,基于制导与控制回路独立设计的思路,提出了一种无人机三维航路跟踪制导控制方法。在制导外环,引入沿参考航路飞行的虚拟无人机作为向导并利用反步法设计三维航路跟踪的非线性制导律... 为实现无人机在大范围内稳定、精确地跟踪三维参考航路,基于制导与控制回路独立设计的思路,提出了一种无人机三维航路跟踪制导控制方法。在制导外环,引入沿参考航路飞行的虚拟无人机作为向导并利用反步法设计三维航路跟踪的非线性制导律;在控制内环,以非线性动态逆理论和奇异摄动理论为基础,设计由机动指令生成器、角度转换器、慢回路姿态控制器和快回路角速度控制器所组成的飞行控制模块,对制导外环给出的制导指令进行快速精确地跟踪。基于Lyapunov稳定性理论证明了无人机航路跟踪制导控制方法的稳定性。通过对比分析无人机6自由度模型下的三维航路跟踪仿真,说明所提出的制导控制方法能够使得无人机精确地跟踪参考航路,从而验证了该方法的有效性、合理性。 展开更多
关键词 飞行器控制、导航技术 无人机 航路跟踪 反步法 非线性动态逆 制导控制
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基于非线性动态逆的飞机控制规律仿真 被引量：6
3
作者 贾忠湖 齐红德 侯志强 《海军航空工程学院学报》 2007年第1期125-128,共4页
介绍了采用非线性动态逆方法对常规飞机的各回路进行的控制规律解算,并以某型飞机为模型进行仿真,结果表明,该控制规律解算能提供精确的纵向和横向控制,具有良好的指令跟踪性能.
关键词 非线性动态逆 控制律 飞行仿真
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非线性动态逆控制在高超飞控系统中的应用 被引量：8
4
作者 刘燕斌 陆宇平 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期613-617,共5页
与传统飞机不同,高超音速飞机的推进系统与机体相互整合,导致高超音速飞机模型是严重非线性的,并且输入输出之间存有耦合.该文应用非线性动态逆控制来设计高超音速飞行控制系统,以求为其提供满意的非线性解耦控制能力,维持良好的纵向稳... 与传统飞机不同,高超音速飞机的推进系统与机体相互整合,导致高超音速飞机模型是严重非线性的,并且输入输出之间存有耦合.该文应用非线性动态逆控制来设计高超音速飞行控制系统,以求为其提供满意的非线性解耦控制能力,维持良好的纵向稳定性能.仿真研究表明该方法满足其控制系统的要求. 展开更多
关键词 纵向飞行控制 高超音速飞机 最优控制 非线性动态逆控制
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无人机非线性动态逆控制器的设计研究 被引量：7
5
作者 李怡勇 沈怀荣 《航天控制》 CSCD 北大核心 2007年第5期54-57,共4页
针对现代无人机上采用非线性飞行控制的趋势,概述了动态逆方法的发展、特点及应用。结合无人机飞行控制特点,基于奇异摄动原理,将无人机非线性运动方程分解为快慢不同的3个模态,采用动态逆方法设计了无人机非线性状态逆控制器,仿真结果... 针对现代无人机上采用非线性飞行控制的趋势,概述了动态逆方法的发展、特点及应用。结合无人机飞行控制特点,基于奇异摄动原理,将无人机非线性运动方程分解为快慢不同的3个模态,采用动态逆方法设计了无人机非线性状态逆控制器,仿真结果表明,动态逆控制器能够较好地实现对无人机的跟踪控制。 展开更多
关键词 无人机 非线性 飞行控制器 动态逆
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基于非线性动态逆的水下运载器控制方法研究 被引量：2
6
作者 崔乃刚 白瑜亮 +2 位作者 常亚武 王小刚 许江涛 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期443-450,共8页
针对水下运载器具有强非线性、强耦合、多输入多输出、水动力作用复杂以及姿态变化剧烈等特点,设计了一种非线性动态逆控制系统,解决了传统控制器设计方法在线性化过程中因忽略非线性因素带来局限性的问题。通过慢回路姿态控制器和快回... 针对水下运载器具有强非线性、强耦合、多输入多输出、水动力作用复杂以及姿态变化剧烈等特点,设计了一种非线性动态逆控制系统,解决了传统控制器设计方法在线性化过程中因忽略非线性因素带来局限性的问题。通过慢回路姿态控制器和快回路姿态控制器的设计解决了水下运载器非线性、强耦合以及多输入多输出的问题,并且运用Lyapunov稳定性分析证明了控制器的稳定性。控制方法跟踪单位阶跃信号时稳态时间为1 s,超调量为4%,较PID控制的动态特性有较大提升。非线性控制系统仿真结果表明该控制器对于±30%水动力参数不确定性具有一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 控制理论 水下运载器 非线性动态逆控制 多输入多输出 快、慢回路控制器
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基于FTESO的固定时间增量动态逆容冰控制方法
7
作者 江飞鸿 刘小雄 +2 位作者 刘贞报 李煜 陈家鑫 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期996-1004,共9页
结冰严重影响飞机的飞行性能。针对此问题,提出一种基于扩张状态观测器的固定时间增量动态逆的容冰飞行控制方法,并基于此方法设计某型运输机的飞行控制律,用于增强结冰工况下的飞行控制能力,保障飞行安全。所设计的控制器中,扩张状态... 结冰严重影响飞机的飞行性能。针对此问题,提出一种基于扩张状态观测器的固定时间增量动态逆的容冰飞行控制方法,并基于此方法设计某型运输机的飞行控制律,用于增强结冰工况下的飞行控制能力,保障飞行安全。所设计的控制器中,扩张状态观测器用于估计角加速度信号中的干扰,解决现有增量动态逆控制中鲁棒性依赖角加速度准确性的问题。重要的是,该控制方法能够在固定时间内保证飞机状态误差收敛至稳定区域,并且收敛时间不依赖于误差初值。仿真结果表明所设计的控制器能够克服结冰对飞机的影响,并且在角加速度干扰下保证飞机达到期望的飞行性能,提高运输机在结冰工况下的安全飞行能力。 展开更多
关键词 结冰飞机 改进增量动态逆控制 扩张状态观测器 固定时间容冰控制
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非线性动态逆在大攻角导弹控制系统设计中的应用 被引量：4
8
作者 雷延花 陈士橹 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2003年第S1期109-112,共4页
导弹在大攻角飞行时,非线性及耦合严重,本文对推力矢量控制的空空导弹的控制系统进行了研究。根据导弹状态变化快慢不同,在奇异摄动理论的基础上,采用非线性动态逆设计了导弹的控制系统,并对导弹大攻角有侧滑飞行进行了仿真,结果表明文... 导弹在大攻角飞行时,非线性及耦合严重,本文对推力矢量控制的空空导弹的控制系统进行了研究。根据导弹状态变化快慢不同,在奇异摄动理论的基础上,采用非线性动态逆设计了导弹的控制系统,并对导弹大攻角有侧滑飞行进行了仿真,结果表明文中设计的控制系统可以很好地控制导弹作机动飞行。 展开更多
关键词 大攻角 非线性动态逆 解耦 控制系统
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基于LS-SVM逆系统方法的非线性动态矩阵控制 被引量：4
9
作者 黄鲁江 雷烨 李华 《兰州交通大学学报》 CAS 2009年第3期44-47,共4页
针对神经网络逆系统建模存在的诸多问题,提出了基于最小二乘法支持向量机的α阶逆系统方法的非线性动态矩阵控制新方法.将最小二乘支持向量机辨识非线性对象的α阶逆模型与原系统串联组成伪线性系统,根据线性动态矩阵预测控制方法对伪... 针对神经网络逆系统建模存在的诸多问题,提出了基于最小二乘法支持向量机的α阶逆系统方法的非线性动态矩阵控制新方法.将最小二乘支持向量机辨识非线性对象的α阶逆模型与原系统串联组成伪线性系统,根据线性动态矩阵预测控制方法对伪线性系统进行控制.仿真结果表明,系统存在扰动和模型参数发生变化时,依然具有很好的动、静态性能,且表现出很强的鲁棒性,证明了方法的有效性.该方法不依赖于系统的数学模型,简化了非线性对象动态矩阵控制器的设计,为非线性预测控制的研究提供了一种新途径. 展开更多
关键词 动态矩阵控制 最小二乘支持向量机 α阶逆模型 非线性对象
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基于最小二乘支持向量机动态逆的非线性系统自适应控制 被引量：1
10
作者 谢春利 邵诚 赵丹丹 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期100-105,共6页
提出基于最小二乘支持向量机动态逆的一种非线性系统自适应控制方法.该方法采用最小二乘支持向量机辨识非线性系统的动态逆模型,并将其串联在原系统之前得到复合的伪线性系统.对于建模误差、不确定因素等引起的非线性系统逆误差,采用在... 提出基于最小二乘支持向量机动态逆的一种非线性系统自适应控制方法.该方法采用最小二乘支持向量机辨识非线性系统的动态逆模型,并将其串联在原系统之前得到复合的伪线性系统.对于建模误差、不确定因素等引起的非线性系统逆误差,采用在线最小二乘支持向量机进行自适应补偿.最小二乘支持向量机的在线参数调整规律由Lyapunov稳定性理论导出,并证明了非线性闭环系统的稳定性.仿真结果证明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 动态逆 最小二乘支持向量机 非线性 自适应控制
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针对高超声速飞行器的非线性动态逆最优控制 被引量：3
11
作者 谭毅伦 闫杰 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第1期36-39,共4页
高超声速飞行器具有高度非线性,并且输入输出之间存有耦合。传统控制方案中的线性化处理方法有严重的局限性。采用状态反馈线性化方法对高超声速飞行器纵向模型输入输出线性化,并结合最优控制理论设计控制系统,以求提供满意的非线性解... 高超声速飞行器具有高度非线性,并且输入输出之间存有耦合。传统控制方案中的线性化处理方法有严重的局限性。采用状态反馈线性化方法对高超声速飞行器纵向模型输入输出线性化,并结合最优控制理论设计控制系统,以求提供满意的非线性解耦控制能力,维持良好的纵向稳定性能。基于某常用的高超声速飞行器模型的仿真研究表明该方案能够使飞行器有效跟踪参考轨迹,满足系统需要。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 非线性动态逆 最优控制 纵向飞行控制
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基于增量动态逆的着舰控制方法研究
12
作者 段卓毅 赵乐天 +1 位作者 张军红 刘小雄 《航空工程进展》 CSCD 2024年第6期143-149,共7页
精确的着舰控制以及提高着舰过程的安全性和可靠性是舰载机安全回收的难点问题。提出一种基于增量动态逆的着舰控制系统,采用基于增量动态逆的迎角保持回路与航迹角速率控制回路的方法,实现迎角与航迹的解耦以及直接升力对航迹的直接控... 精确的着舰控制以及提高着舰过程的安全性和可靠性是舰载机安全回收的难点问题。提出一种基于增量动态逆的着舰控制系统,采用基于增量动态逆的迎角保持回路与航迹角速率控制回路的方法,实现迎角与航迹的解耦以及直接升力对航迹的直接控制;引入微分跟踪器对增量动态逆控制律中需要的航迹角加速度信号进行估计,通过仿真对着舰控制系统进行验证。结果表明:基于增量动态逆的着舰控制系统具有优异的控制精确性、快速性以及鲁棒性,在不同海况干扰下能够实现对航迹的精确跟踪,并且着舰点满足对舰载机着舰点分布的品质要求。 展开更多
关键词 舰尾流 增量动态逆 “魔毯” 着舰控制
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基于动态逆的飞行器非线性鲁棒控制系统设计 被引量：1
13
作者 张旋 陈升泽 +1 位作者 郝颖 王宇航 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2015年第2期12-14,共3页
将动态逆理论应用于飞行器控制系统设计中,设计非线性鲁棒控制器。首先进行动力学建模,然后基于动态逆理论设计非线性鲁棒控制器并给出仿真结果。仿真结果表明,与传统设计方法比较,该控制器具有较好的动态品质和较强的鲁棒性。
关键词 飞行器 动态逆 非线性鲁棒控制器
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采用动态逆方法设计非线性航行体深度控制器 被引量：1
14
作者 段富海 何长安 +1 位作者 章卫国 关国枢 《舰船科学技术》 1998年第4期28-31,36,共5页
本文介绍了非线性系统的动态逆控制器设计方法，其主要用于消除系统的非线性因素，最终得到一个线性动态模型。然后，用其在典型设定深度和初始条件下为某型非线性水下航行体设计了深度控制系统，并在不同初始条件下进行了仿真研究。仿... 本文介绍了非线性系统的动态逆控制器设计方法，其主要用于消除系统的非线性因素，最终得到一个线性动态模型。然后，用其在典型设定深度和初始条件下为某型非线性水下航行体设计了深度控制系统，并在不同初始条件下进行了仿真研究。仿真结果表明，用动态逆方法设计的非线性航行体深度控制系统在不同初始条件下，都具有很好的动、静态特性，较好地解决了非线性航行体的深度控制问题。 展开更多
关键词 非线性控制 水下航行体 动态逆法 深度控制器
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基于非线性动态逆的弹道修正控制设计研究 被引量：2
15
作者 曾耀华 王华 +1 位作者 韩晶 王义宁 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期131-134,共4页
为了实现强耦合的非线性二维弹道修正方程解耦控制并线性化,基于非线性逆系统原理,采用三时标分离方法,在考察系统状态变量动态特性基础上,分离系统为三子系统,然后分别对各子系统设计逆控制器,对线性化后的系统基于Lyapunov函数法设计... 为了实现强耦合的非线性二维弹道修正方程解耦控制并线性化,基于非线性逆系统原理,采用三时标分离方法,在考察系统状态变量动态特性基础上,分离系统为三子系统,然后分别对各子系统设计逆控制器,对线性化后的系统基于Lyapunov函数法设计线性控制器。最后通过Matlab仿真验证了逆系统方法的有效解耦控制,并通过选择不同的回路带宽比较了系统的动态性能,结果表明了该方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 动态逆 弹道修正 非线性控制 时标分离
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非线性鲁棒动态逆飞行控制系统设计 被引量：3
16
作者 孙晓旭 单家元 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期41-45,共5页
动态逆控制方法对于模型精确性要求很高,在系统模型参数摄动较大的情况下,动态逆控制并不能保证系统的鲁棒性,甚至有可能使得控制系统不稳定。采用鲁棒控制理论对动态逆设计方法进行完善。为了改善动态逆控制性能,采取双回路的控制策略... 动态逆控制方法对于模型精确性要求很高,在系统模型参数摄动较大的情况下,动态逆控制并不能保证系统的鲁棒性,甚至有可能使得控制系统不稳定。采用鲁棒控制理论对动态逆设计方法进行完善。为了改善动态逆控制性能,采取双回路的控制策略。内环为动态逆控制,对复合得到的伪线性系统定量进行分析,得到数学模型并给出其参数不确定性的范围;外环采用包含了混合灵敏度和模型匹配方法的双自由度鲁棒回路整形完成系统的综合,并将其转换为标准的H∞问题进行求解,分别设计了3个通道的鲁棒控制器,从而增强动态逆控制系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性 动态逆 伪线性系统 回路整形 鲁棒控制
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基于非线性干扰观测器的旋转导弹动态逆控制器设计 被引量：6
17
作者 陈阳 马建伟 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2018年第8期156-159,共4页
在时间尺度分离法的基础上,建立了旋转导弹分层控制模型。针对旋转导弹旋转带来的横向与纵向之间的交叉耦合利用动态逆方法进行解耦控制,针对旋转导弹旋转带来的气动参数对外界变化敏感的特点,利用非线性干扰观测器跟踪气动参数敏感变化... 在时间尺度分离法的基础上,建立了旋转导弹分层控制模型。针对旋转导弹旋转带来的横向与纵向之间的交叉耦合利用动态逆方法进行解耦控制,针对旋转导弹旋转带来的气动参数对外界变化敏感的特点,利用非线性干扰观测器跟踪气动参数敏感变化量,设计了旋转导弹动态逆控制器。并基于Lyapunov方法,给出了整个系统的稳定性证明。将两种方法进行对比,仿真结果表明,动态逆与观测器相结合的方法设计的控制方案更加有效地克服了滚转带来的耦合,同时相对于纯动态逆方法具有更强的抗干扰能力,保证了系统具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 旋转导弹 自动驾驶仪 动态逆控制 非线性干扰观测器
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增量非线性动态逆在环量飞控技术中的应用 被引量：2
18
作者 刘舒娜 唐鹏 《航空科学技术》 2020年第5期23-28,共6页
针对环量控制无舵面飞行器的特征,对增量动态逆控制方法在环量控制飞行器上的应用进行了研究。首先介绍了环量控制技术,并建立了其执行机构简化模型,其次在环量控制飞行器动力学的基础上设计了增量非线性动态逆控制律。针对无舵面飞行... 针对环量控制无舵面飞行器的特征,对增量动态逆控制方法在环量控制飞行器上的应用进行了研究。首先介绍了环量控制技术,并建立了其执行机构简化模型,其次在环量控制飞行器动力学的基础上设计了增量非线性动态逆控制律。针对无舵面飞行器控制效果受外部流动条件变化影响较大的情况,在飞行器中参数摄动下进行仿真,结果表明增量非线性动态逆控制律相对于PID控制律具有良好的鲁棒性,证明了增量非线性动态逆控制方法在环量控制飞行器上应用的可行性。 展开更多
关键词 环量控制 增量非线性动态逆 飞行器动力学 参数摄动
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一种改进的微型飞行器非线性动态逆解耦控制研究
19
作者 邹小志 曹云峰 《航空兵器》 2010年第4期16-20,共5页
针对微型飞行器在低雷诺数条件下具有明显的非线性、非定常及强耦合的特性,研究了一种改进的非线性动态逆与比例积分相结合的MAV非线性解耦控制方法。首先,应用奇异摄动理论对MAV进行时标分离,研究快、慢状态子系统的控制器设计;其次,... 针对微型飞行器在低雷诺数条件下具有明显的非线性、非定常及强耦合的特性,研究了一种改进的非线性动态逆与比例积分相结合的MAV非线性解耦控制方法。首先,应用奇异摄动理论对MAV进行时标分离,研究快、慢状态子系统的控制器设计;其次,将比例积分环节引入控制器中,以消除非线性对消误差带来的影响;最后,对系统进行了仿真验证,仿真结果表明非线性动态逆与比例积分结合的方法能够有效实现MAV的解耦控制,具有实用价值。 展开更多
关键词 微型飞行器 非线性动态逆 解耦控制 比例积分
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基于增量动态逆的高超声速飞行器控制律设计 被引量：6
20
作者 张军 丁世宏 陆佳辉 《电光与控制》 北大核心 2013年第11期16-20,共5页
针对传统动态逆鲁棒性差的特点,设计了基于增量动态逆的高超声速飞行器的再入鲁棒控制律。首先建立了高超声速飞行器快慢两个回路的控制模型,通过非线性干扰观测器估计再入动力学外来的强干扰,进行前馈补偿;然后通过状态速率反馈,对快... 针对传统动态逆鲁棒性差的特点,设计了基于增量动态逆的高超声速飞行器的再入鲁棒控制律。首先建立了高超声速飞行器快慢两个回路的控制模型,通过非线性干扰观测器估计再入动力学外来的强干扰,进行前馈补偿;然后通过状态速率反馈,对快慢回路分别设计了增量动态逆控制律,期望动力学采用了抗干扰能力和收敛速度快的非光滑控制律,提高了系统的鲁棒性;引入了线性跟踪-微分器解决了增量动态逆控制律所需状态速率无法测量的问题。最后,通过仿真验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 再入 增量动态逆 干扰观测器 非光滑控制
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