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基于增量非线性动态逆的导弹解耦控制设计
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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 解耦控制
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基于ESO的高超声速飞行器非线性动态逆控制 被引量:6
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作者 杨文骏 张科 +1 位作者 张明环 王靖宇 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期805-811,共7页
以高超声速飞行器(HFV)纵向运动模型为研究对象,针对其巡航飞行中存在的参数不确定性和外界干扰问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的非线性动态逆(NDI)控制方法。采用精确反馈线性化方法实现了HFV速度与高度通道的解耦,并设计了... 以高超声速飞行器(HFV)纵向运动模型为研究对象,针对其巡航飞行中存在的参数不确定性和外界干扰问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的非线性动态逆(NDI)控制方法。采用精确反馈线性化方法实现了HFV速度与高度通道的解耦,并设计了动态逆控制器;在此基础上为系统的速度和高度通道设计了二阶ESO,实现对等效扰动的精确估计,并在控制器中进行补偿,从而实现HFV对高度和速度指令的精确跟踪,保证控制精度的同时大幅提升了系统的扰动抑制能力。仿真结果表明,相比于滑模控制,文中所设计方法具有更快的响应速度和更好的跟踪精度,体现出该方法的良好控制性能和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 非线性动态 扩张状态观测器 扰动抑制 鲁棒性
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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
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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 制导控制
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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
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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
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基于非线性动态逆的飞机控制规律仿真 被引量:5
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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 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
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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
7
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 解耦 控制系统
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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
8
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 非线性动态控制 多输入多输出 快、慢回路控制器
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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 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 最优控制 纵向飞行控制
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有输入未建模动态的非线性系统自适应逆设计 被引量:1
12
作者 晋玉强 晋玉猛 +1 位作者 肖湘江 徐新林 《海军航空工程学院学报》 2005年第4期435-438,共4页
对于一类存在输入未建模动态的非线性系统,提出了一种基于RBF神经网络的自适应逆补偿器设计方法.首先用两个神经网络设计了补偿器,一个用来估计输入未建模动态,另一个用来作为未建模动态的自适应逆补偿器.该设计放宽了对未建模动态的一... 对于一类存在输入未建模动态的非线性系统,提出了一种基于RBF神经网络的自适应逆补偿器设计方法.首先用两个神经网络设计了补偿器,一个用来估计输入未建模动态,另一个用来作为未建模动态的自适应逆补偿器.该设计放宽了对未建模动态的一些苛刻的要求,如相对度为零,满足小增益条件等.文中仅要求D(u)逆稳和连续光滑.然后应用反演设计技术设计了控制器,并应用Lyapunov稳定性理论推导出神经网络权重向量的调节律,同时证明了闭环系统的渐近稳定性.最后给出的仿真研究证明了该设计方法的有效性. 展开更多
关键词 输入未建模动态 非线性系统 反演 自适应
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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 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 深度控制器
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基于非线性动态逆方法的TF/TA控制器设计 被引量:6
15
作者 吴天宝 黄显林 +1 位作者 卢鸿谦 班晓军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期289-294,共6页
为了增强巡航导弹的低空突防能力,应用非线性动态逆原理设计了具有纵向和侧向解耦能力的TF/TA控制器。这种方法利用了反馈线性化理论,研究通过非线性反馈或动态补偿的方法,将非线性系统变换为线性系统(伪线性系统),然后再按线性系统理... 为了增强巡航导弹的低空突防能力,应用非线性动态逆原理设计了具有纵向和侧向解耦能力的TF/TA控制器。这种方法利用了反馈线性化理论,研究通过非线性反馈或动态补偿的方法,将非线性系统变换为线性系统(伪线性系统),然后再按线性系统理论完成系统的各种控制目标设计。由于巡航导弹模型的复杂非线性,本文提出了一种简化方法。针对其各状态变量的时间响应特性不同,采取了分阶控制的方法,将TF/TA控制器分解为内环、中环和外环三层分别设计,这样大大简化了控制器设计的复杂性。最后以某巡航弹为例进行了全系统仿真,仿真结果表明,用非线性动态逆方法设计的TF/TA控制器具有良好的纵侧向解耦能力和快速响应能力。导弹能够准确地跟踪地形轮廓飞行,而且可以有效地绕过地形中的相对高处,并且系统对参数摄动具有一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 非线性动态 巡航导弹 地形跟踪 地形回避
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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
16
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 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
17
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 线性系统 回路整形 鲁棒控制
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基于动态逆非线性干扰观测器的BTT导弹自动驾驶仪设计 被引量:5
18
作者 李雯雯 姜长生 《航空兵器》 2008年第3期29-35,共7页
在时间尺度分离法的基础上,建立了BTT导弹分层控制模型。针对导弹气动参数的不确定性及外界干扰对导弹控制性能的影响,利用非线性干扰观测器对干扰的逼近特性,结合动态逆控制设计了非线性导弹自动驾驶仪,并基于Lyapunov方法,给出了整个... 在时间尺度分离法的基础上,建立了BTT导弹分层控制模型。针对导弹气动参数的不确定性及外界干扰对导弹控制性能的影响,利用非线性干扰观测器对干扰的逼近特性,结合动态逆控制设计了非线性导弹自动驾驶仪,并基于Lyapunov方法,给出了整个系统的稳定性证明。仿真结果表明,设计的控制方案增强了系统的抗干扰能力,保证系统具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 BTT导弹 自动驾驶仪 分层控制 动态控制 非线性干扰观测器
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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
19
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 动态控制 非线性干扰观测器
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无动力运载器纵向运动的非线性动态逆控制
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作者 孙锋吾 刘忠 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S9期468-470,共3页
无动力水下运载器的运动有着强烈的非线性,传统的非线性系统近似线性化建模有着不可忽视的局限性,文中将逆系统理论应用于运载器的纵向运动控制中,仿真结果表明所设计的控制律具有较好的控制效果。
关键词 运载器 非线性 动态系统方法
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