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工业控制系统仿真器实验的设计 被引量:2
1
作者 杨亚非 王佳伟 钱玉恒 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第5期120-123,共4页
为丰富本科生创新课和研究生控制系统实践课程的教学内容,提高学生的实践能力,设计了工业控制系统仿真器实验,包括7种实验方案,给出了明确的实验目的、要求和模拟实际物理系统的运动方程。该仿真器通过不同的配置,可以模拟许多现代工业... 为丰富本科生创新课和研究生控制系统实践课程的教学内容,提高学生的实践能力,设计了工业控制系统仿真器实验,包括7种实验方案,给出了明确的实验目的、要求和模拟实际物理系统的运动方程。该仿真器通过不同的配置,可以模拟许多现代工业生产中使用的设备,帮助学生掌握传动比、惯性、扰动、摩擦、齿隙对伺服系统的影响,掌握实验装置的操作方法,加深对所学的PID法、LQR法等典型控制系统设计方法的理解。 展开更多
关键词 工业控制器 实验设计 控制算法
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仿真可信度智能评估需求及方法研究
2
作者 王秉珩 刘庭瑞 +4 位作者 杨帆 张欢 李伟 马萍 杨明 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第7期1710-1722,共13页
仿真能否准确代表真实世界是用户十分关注的问题,仿真可信度评估通过对仿真正确性和有效性进行评估进而确保其可信度水平能够满足应用目标需求。随着仿真技术的深入应用及新仿真形态的出现,传统评估方法在专家依赖性、数据处理能力、评... 仿真能否准确代表真实世界是用户十分关注的问题,仿真可信度评估通过对仿真正确性和有效性进行评估进而确保其可信度水平能够满足应用目标需求。随着仿真技术的深入应用及新仿真形态的出现,传统评估方法在专家依赖性、数据处理能力、评估效率等方面的不足凸显,基于此对仿真可信度智能评估的研究需求、研究现状、新方法、未来发展方向等进行分析总结。基于仿真可信度评估流程和问题分析可信度智能评估需求;总结智能技术的分类及其在可信度评估领域的应用,并给出4种仿真可信度智能评估新方法;提出仿真可信度智能评估的未来研究方向。 展开更多
关键词 仿真可信度 智能评估 深度学习 感知计算 知识图谱
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基于干扰观测器的飞行仿真转台完全跟踪控制 被引量:9
3
作者 陈松林 单梅林 王丽斌 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期113-118,共6页
针对飞行仿真转台不断提升的性能要求及其多速率采样的工作特点,提出了一种新的鲁棒完全跟踪控制策略。针对完全跟踪前馈控制依赖于系统精确数学模型的问题,通过引入干扰观测器来消除模型摄动和外部扰动,使得被控对象的特性在给定的频... 针对飞行仿真转台不断提升的性能要求及其多速率采样的工作特点,提出了一种新的鲁棒完全跟踪控制策略。针对完全跟踪前馈控制依赖于系统精确数学模型的问题,通过引入干扰观测器来消除模型摄动和外部扰动,使得被控对象的特性在给定的频段内始终趋近于标称模型,充分保证了PTC的作用。仿真结果表明即使结合简单的PID闭环控制器,系统的跟踪性能也获得了很大的提升。给出PTC和DOB的具体设计方法,并对方法的有效性进行了对比仿真验证。结果表明,与已有方法相比,所提控制方法对模型摄动和力矩扰动的抑制能力更强,跟踪性能更好。 展开更多
关键词 飞行仿真转台 完全跟踪控制 干扰观测器 PID 扰动抑制
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仿真转台控制系统Μ综合应用研究 被引量:4
4
作者 姚郁 杨有为 马杰 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期456-460,共5页
为了研究某型仿真转台系统的鲁棒控制问题,分析了转台系统中主要不确定性,建立了转台系统含结构和非结构的混合不确定性数学模型,根据系统的性能指标和不确定性模型,将结构奇异值理论应用于转台伺服控制系统设计中,讨论了伺服控制系统... 为了研究某型仿真转台系统的鲁棒控制问题,分析了转台系统中主要不确定性,建立了转台系统含结构和非结构的混合不确定性数学模型,根据系统的性能指标和不确定性模型,将结构奇异值理论应用于转台伺服控制系统设计中,讨论了伺服控制系统Μ综合设计中加权函数的选择问题,给出了具体的选取原则。设计结果表明,采用Μ综合方法设计出的H∞控制器不仅可以将这类控制问题的闭环性能指标以性能权函数的形式给出,而且还保证了系统的鲁棒性能,实验证明了本方法的有效性。 展开更多
关键词 仿真转台 伺服系统 Μ综合 加权函数
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基于动态控制方法的六自由度仿真平台位置正解研究
5
作者 傅绍文 姚郁 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期207-209,共3页
通过动态控制与实际六自由度Stewart仿真平台结构相同的虚拟平台的关节变量,实时得到了实际平台在采样点时刻的位置和姿态。首先将虚拟平台速度传递方程化为一阶动态系统,然后设计闭环反馈控制器,最后用Shampine数值迭代算法求解虚拟平... 通过动态控制与实际六自由度Stewart仿真平台结构相同的虚拟平台的关节变量,实时得到了实际平台在采样点时刻的位置和姿态。首先将虚拟平台速度传递方程化为一阶动态系统,然后设计闭环反馈控制器,最后用Shampine数值迭代算法求解虚拟平台在每个采样周期内的响应过程。所提出的位置正解算法收敛,求解过程中最大的迭代运算次数固定,并且采样频率足够大的情况下,虚拟平台输出的位置姿态与实际平台位置姿态是相同的。仿真算例表明所提正解算法精度高,计算效率满足实时性要求。 展开更多
关键词 STEWART平台 位置正解 动态控制 虚拟平台
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带有阶梯输入信号的飞行仿真转台控制系统设计
6
作者 马杰 姚郁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期673-677,共5页
针对仿真转台在应用中存在因阶梯输入信号导致控制输入饱和的问题,应用采样控制系统直接设计理论,研究了特殊结构下的采样控制系统混合灵敏度设计问题.应用提升技术,给出了提升系统及H∞等效离散控制系统的状态空间模型,并给出了离散控... 针对仿真转台在应用中存在因阶梯输入信号导致控制输入饱和的问题,应用采样控制系统直接设计理论,研究了特殊结构下的采样控制系统混合灵敏度设计问题.应用提升技术,给出了提升系统及H∞等效离散控制系统的状态空间模型,并给出了离散控制器的计算方法.实验结果表明,此方法具有实际应用意义. 展开更多
关键词 采样控制系统 飞行器半实物仿真 鲁棒设计
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仿真转台系统非脆弱鲁棒控制器设计 被引量:1
7
作者 刘富春 姚郁 傅绍文 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期517-521,共5页
针对被控对象和控制器同时摄动时的鲁棒控制问题,基于H∞混合灵敏度理论,提出了仿真转台控制系统的非脆弱鲁棒控制器设计方法,研究了采样周期波动引起的控制器不确定性,给出了不确定加权函数的获取方法。将控制器不确定性转化为广义对... 针对被控对象和控制器同时摄动时的鲁棒控制问题,基于H∞混合灵敏度理论,提出了仿真转台控制系统的非脆弱鲁棒控制器设计方法,研究了采样周期波动引起的控制器不确定性,给出了不确定加权函数的获取方法。将控制器不确定性转化为广义对象的不确定性,通过修改广义对象不确定性权函数和性能权函数,将非脆弱鲁棒控制设计问题转化为H∞混合灵敏度设计问题,采用单纯形方法,对H∞性能指标约束寻优得到非脆弱鲁棒控制器参数。仿真结果表明,当系统负载增加10%和采样周期波动0.2ms时,系统仍满足频响要求且控制量不饱和,证实了非脆弱鲁棒设计方法是有效的。 展开更多
关键词 控制器摄动 不确定性 非脆弱控制 鲁棒控制
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基于改进灰色关联分析的仿真数据综合一致性检验方法 被引量:30
8
作者 胡玉伟 马萍 +1 位作者 杨明 王子才 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期711-715,共5页
为全面有效检验仿真数据的一致性,提出一种基于改进灰色关联分析的仿真数据综合一致性检验方法.以灰色关联分析思想为基础,综合考虑数据序列间的形状和距离,构建了改进的灰色关联度模型.针对实际系统工作过程包含多个阶段,各阶段在整个... 为全面有效检验仿真数据的一致性,提出一种基于改进灰色关联分析的仿真数据综合一致性检验方法.以灰色关联分析思想为基础,综合考虑数据序列间的形状和距离,构建了改进的灰色关联度模型.针对实际系统工作过程包含多个阶段,各阶段在整个过程中的重要程度不同的问题,利用层次分析法确定其权重,定义综合关联度,用以评价整个仿真数据的一致性.该一致性检验方法既利用了有限的客观数据,又结合了对实际系统工作状况的考虑,而且对数据容量和分布特性没有要求,便于在计算机上实现.通过对电磁轨道炮的主要性能指标放电电流的一致性检验,验证了该方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 一致性检验 改进灰色关联分析 层次分析法 综合关联度 电磁轨道炮
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复杂仿真系统可信度量化研究 被引量:19
9
作者 刘飞 马萍 +1 位作者 杨明 王子才 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-3,共3页
为了有效量化复杂仿真系统的可信度,提出一个全新的可信度量化指导框架,建立了适合复杂仿真系统的可信度评估指标体系,并针对复杂仿真系统可信度量化主观性和不确定性比较强的特点给出可信度量化途径:首先使用模糊集理论获取底层指标的... 为了有效量化复杂仿真系统的可信度,提出一个全新的可信度量化指导框架,建立了适合复杂仿真系统的可信度评估指标体系,并针对复杂仿真系统可信度量化主观性和不确定性比较强的特点给出可信度量化途径:首先使用模糊集理论获取底层指标的评估意见,其次使用粗集理论处理评估意见的不一致并对其进行有意义的简化,最后使用证据理论合并评估意见和评估指标.实践证明了该量化方法的有效性. 展开更多
关键词 复杂仿真系统 可信度量化框架 可信度评估指标体系 模糊集理论 粗集理论 证据理论
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基于特征差异的仿真模型验证及选择方法 被引量:14
10
作者 李伟 焦松 +1 位作者 陆凌云 杨明 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2134-2144,共11页
为了实现在系统存在多个数据类型各异的输出时,多个备选仿真模型的验证和择优,提出了基于特征差异的仿真模型验证及选择方法.首先,将系统输出分为静态、缓变和速变三类数据,并分别给出了每类数据的特征差异度量模型;然后,采用主成分分... 为了实现在系统存在多个数据类型各异的输出时,多个备选仿真模型的验证和择优,提出了基于特征差异的仿真模型验证及选择方法.首先,将系统输出分为静态、缓变和速变三类数据,并分别给出了每类数据的特征差异度量模型;然后,采用主成分分析法从多个具有相关性的特征差异中提取出少数几个独立的主成分变量;再者依据主成分数据,采用K-均值聚类分析方法将多个备选仿真模型的输出划分为K类;最后,基于Fisher判别分析法判定参考输出是否属于其中的某类,进而实现对多个备选仿真模型的验证和选择.通过实例应用,表明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 模型验证 模型选择 特征差异 主成分分析 聚类分析 判别分析
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考虑通道耦合因素的制导控制一体化设计方法 被引量:22
11
作者 孙向宇 晁涛 +1 位作者 王松艳 马萍 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期936-945,共10页
针对倾斜转弯(Bank-to-turn,BTT)飞行器俯冲段制导与控制系统设计中存在的强耦合、强非线性问题,研究考虑通道耦合因素的制导与控制一体化设计方法。首先建立了考虑控制通道间耦合因素的三维制导与控制一体化设计模型,在模型中引入不确... 针对倾斜转弯(Bank-to-turn,BTT)飞行器俯冲段制导与控制系统设计中存在的强耦合、强非线性问题,研究考虑通道耦合因素的制导与控制一体化设计方法。首先建立了考虑控制通道间耦合因素的三维制导与控制一体化设计模型,在模型中引入不确定性因素,采用连续非光滑控制理论对三维块系统设计非光滑扩张状态观测器(Non-smooth extended state observer,NESO)进行观测补偿,然后结合反步法与块动态逆方法设计可以保证有限时间收敛的制导与控制一体化算法,并严格证明了带有扩张状态观测器的级联系统是全局有限时间稳定的。提出的方法适应强耦合BTT飞行器存在扰动情况下的快时变控制需求,通过仿真校验该方法可行、有效。 展开更多
关键词 BTT飞行器 通道耦合 非光滑扩张状态观测器 制导控制一体化
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模糊综合评价法在仿真可信度评估网中的应用 被引量:11
12
作者 方可 何博夫 +1 位作者 杨明 王子才 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期30-36,共7页
提出了仿真可信度评估网(CENS,Credibility Evaluation Net for Simulation)的方法,建立了网的数学定义和原理,给出了网的图示、性质和计算方法.为了进一步反映专家在评估中的不确定性,更真实地评价仿真系统的可信度,将模糊综合评价法... 提出了仿真可信度评估网(CENS,Credibility Evaluation Net for Simulation)的方法,建立了网的数学定义和原理,给出了网的图示、性质和计算方法.为了进一步反映专家在评估中的不确定性,更真实地评价仿真系统的可信度,将模糊综合评价法应用于CENS.在介绍了模糊综合评价原理的基础上,建立了模糊CENS体系,提出了模糊CENS的计算方法和使用步骤,并给出了1个仿真可信度评估的应用实例. 展开更多
关键词 仿真可信度评估 AHP CENS 模糊综合评价
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仿真模型验证方法综述 被引量:12
13
作者 李伟 周玉臣 +2 位作者 林圣琳 马萍 杨明 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1249-1256,共8页
建模与仿真现已成为人们认识和研究客观世界的重要途径,而仿真模型可信是开展仿真活动的前提和基础。随着仿真对象的复杂化和用户对仿真应用需求的提高,仿真模型呈现出多种复杂特性,致使仿真模型验证面临诸多挑战。综述了仿真模型验证... 建模与仿真现已成为人们认识和研究客观世界的重要途径,而仿真模型可信是开展仿真活动的前提和基础。随着仿真对象的复杂化和用户对仿真应用需求的提高,仿真模型呈现出多种复杂特性,致使仿真模型验证面临诸多挑战。综述了仿真模型验证相关概念、发展历程,对已有验证方法进行分类,总结其适用条件并给出若干模型验证新方法。在此基础上,分析仿真模型验证面临的新问题,指明未来研究方向。 展开更多
关键词 建模与仿真 复杂仿真 模型验证 仿真结果验证
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大型复杂仿真系统可信度量化方法研究 被引量:7
14
作者 刘飞 马萍 +2 位作者 杨明 孙国兵 王子才 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期169-174,共6页
为了有效地解决大型复杂仿真系统的可信度量化问题,分析影响大型复杂仿真系统可信度的各方面因素,建立了其可信度评估指标体系;考虑到大型复杂仿真系统可信度评估涉及大量不同层次、不同粒度的定性指标,使用层次语言变量来尽可能准确的... 为了有效地解决大型复杂仿真系统的可信度量化问题,分析影响大型复杂仿真系统可信度的各方面因素,建立了其可信度评估指标体系;考虑到大型复杂仿真系统可信度评估涉及大量不同层次、不同粒度的定性指标,使用层次语言变量来尽可能准确的获取其评估信息,并使用二元语义分析方法来处理这些多个来源、多种粒度的评估信息,从而有效地实现大型复杂仿真系统的可信度量化。实际应用证明了该量化方法的有效性。 展开更多
关键词 大型复杂仿真系统 可信度量化 可信度指标体系 层次语言变量 二元语义分析方法
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仿真概念模型的开发过程研究 被引量:10
15
作者 王勇 马萍 +1 位作者 杨明 王子才 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期17-19,23,共4页
仿真概念模型是为了满足仿真应用目标而对真实世界进行的首次抽象,它为领域专家、开发人员和VV&A人员提供了关于真实世界的一致规范的描述,它把具体的仿真需求转化成为详细的设计框架。仿真概念模型包括仿真背景,任务空间和仿真空... 仿真概念模型是为了满足仿真应用目标而对真实世界进行的首次抽象,它为领域专家、开发人员和VV&A人员提供了关于真实世界的一致规范的描述,它把具体的仿真需求转化成为详细的设计框架。仿真概念模型包括仿真背景,任务空间和仿真空间三个组件,针对它们各自的特点,提出了工程上可用的仿真概念模型的开发过程。 展开更多
关键词 仿真概念模型 仿真背景 任务空间 仿真空间 VV&A
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基于群组AHP的复杂仿真系统可信度评估方法 被引量:22
16
作者 张忠 方可 杨明 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2569-2572,共4页
针对复杂仿真系统的学科面广、仿真规模大、技术领域宽等特点,提出了基于群组层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)的复杂仿真系统可信度评估方法。首先,根据判断矩阵对专家水平进行评判,并结合专家的主观权重,给出了一种确定专... 针对复杂仿真系统的学科面广、仿真规模大、技术领域宽等特点,提出了基于群组层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)的复杂仿真系统可信度评估方法。首先,根据判断矩阵对专家水平进行评判,并结合专家的主观权重,给出了一种确定专家综合权重的方法。然后,利用Hadamard凸组合对不同专家所建立的判断矩阵进行集结,并证明了判断矩阵Hadamard凸组合的一个性质,进而获得复杂仿真系统可信度的群体评估值。最后给出一个实例验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 可信度评估 群组层次分析法 专家综合权重 Hadamard凸组合
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系统建模与仿真课程实验教学探讨 被引量:7
17
作者 晁涛 马萍 +2 位作者 李伟 王松艳 杨明 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第4期143-146,169,共5页
现有系统建模与仿真课程实验教学手段单一、内容陈旧、缺乏吸引力。针对这一问题,结合"基于问题学习"和"翻转课堂"两种教学思想,将课程教学方式更新为"学生课前学习+教师课堂讲授+学生实验前分组讨论+学生进... 现有系统建模与仿真课程实验教学手段单一、内容陈旧、缺乏吸引力。针对这一问题,结合"基于问题学习"和"翻转课堂"两种教学思想,将课程教学方式更新为"学生课前学习+教师课堂讲授+学生实验前分组讨论+学生进行仿真实验+实验后分组讨论"的教学模式,从教学内容、教学方法和教学辅助手段3方面进行改革。编写面向新工科建设和创新能力培养的"系统建模与仿真基础"讲义;以猎鹰重型火箭回收等航空航天热点问题为背景,将其抽象简化为实验教学内容;开发"系统建模与仿真基础"教学和评价综合平台,设计若干个不同层次的"实验案例;通过多阶段考核及最终答辩,评价学生的学习效果,同时让学生评价教师的教学效果。教学实践表明,学生在实验过程中对课程内容有了更深层次的认识,培养了他们的实践创新能力,学生对教师教学效果评价高。 展开更多
关键词 实验教学方法 系统建模与仿真课程 基于问题的学习 翻转课堂
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考虑非最小相位特性的高超声速飞行器轨迹跟踪控制 被引量:8
18
作者 晁涛 王雨潇 +1 位作者 王松艳 杨明 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1548-1553,共6页
针对带有非最小相位特性的吸气式高超声速飞行器控制问题,提出了一种输出跟踪控制方法。对于不具有非最小相位特性的速度子系统,运用动态逆控制技术设计了状态反馈控制器;针对具有非最小相位特性的高度子系统,首先选取合理的内外动态变... 针对带有非最小相位特性的吸气式高超声速飞行器控制问题,提出了一种输出跟踪控制方法。对于不具有非最小相位特性的速度子系统,运用动态逆控制技术设计了状态反馈控制器;针对具有非最小相位特性的高度子系统,首先选取合理的内外动态变量,通过坐标变换,将纵向俯仰通道模型转换为正则形式。然后通过对内动态进行稳定性分析,提出了飞行器系统非最小相位特性的判定定理。最后通过在动态逆控制器中加入正则变换后的状态反馈,实现了内动态的镇定,并基于Lyapunov方程证明了系统稳定性。仿真结果表明,该方法实现了良好的跟踪控制效果,并有效地镇定了系统的内动态。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 非最小相位 纵向轨迹跟踪 内动态
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基于经验模态分解和灰色关联度分析的仿真模型验证方法 被引量:14
19
作者 焦松 李伟 杨明 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期2613-2618,共6页
比较分析仿真输出与参考输出之间的差异是仿真模型验证的一种常用手段。为解决系统输出为非平稳快变数据的仿真模型验证问题,提出了基于经验模态分解和灰色关联分析的验证方法。首先采用经验模态分解方法将仿真输出和参考输出均分解为... 比较分析仿真输出与参考输出之间的差异是仿真模型验证的一种常用手段。为解决系统输出为非平稳快变数据的仿真模型验证问题,提出了基于经验模态分解和灰色关联分析的验证方法。首先采用经验模态分解方法将仿真输出和参考输出均分解为趋势项和平稳项两部分,然后从位置差异和外形差异两方面刻画趋势项之间的差异,用谱密度差异刻画平稳项之间的差异,再者采用熵权法确定各类差异的权重,最后基于灰色关联度分析综合三类差异得到验证结果。通过实例应用,验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 模型验证 经验模态分解 熵权 灰色关联度分析
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基于自抗扰的直接力与气动力复合控制系统设计 被引量:12
20
作者 王宇航 姚郁 毕永涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1544-1550,共7页
针对直接力/气动力复合控制导弹的设计问题,提出了一种基于自抗扰控制技术的自动驾驶仪设计方法。首先分析了复合控制系统的特点和控制问题,建立了三通道的复合控制模型。然后针对俯仰通道和偏航通道提出了一种三环设计方法,内环和中环... 针对直接力/气动力复合控制导弹的设计问题,提出了一种基于自抗扰控制技术的自动驾驶仪设计方法。首先分析了复合控制系统的特点和控制问题,建立了三通道的复合控制模型。然后针对俯仰通道和偏航通道提出了一种三环设计方法,内环和中环应用自抗扰控制器设计,主要考虑自抗扰控制器对对象参数变化和外部扰动的不敏感特性,外环采用PI控制器设计。最后针对滚转通道提出了一种双环设计方法,内环和外环均采用自抗扰控制器设计。仿真结果表明,所提出的控制方案对过载指令具有较好的跟踪效果,且控制器具有很强的鲁棒性,适用于直接力/气动力复合控制导弹的控制系统设计。 展开更多
关键词 直接力/气动力复合控制 自抗扰控制器 拦截导弹 自动驾驶仪
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