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载人登月软着陆中手动控制制导方案研究 被引量：1
1
作者 刘莹莹 吕纪远 周军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期479-484,共6页
针对载人登月软着陆的接近段和着陆段,研究手动控制重新选址方案。首先引入了载人登月阶段划分,建立了登月舱动力学模型,然后对电视制导和舷窗制导2种手动控制选址方案进行了比较。电视制导方案中,宇航员能够直接在视场内选择新的着月点... 针对载人登月软着陆的接近段和着陆段,研究手动控制重新选址方案。首先引入了载人登月阶段划分,建立了登月舱动力学模型,然后对电视制导和舷窗制导2种手动控制选址方案进行了比较。电视制导方案中,宇航员能够直接在视场内选择新的着月点,并由自动控制系统实现对目标的制导;传统的舷窗制导要求宇航员全程参与控制,主要约束包括手动控制的延迟以及舷窗的视线范围,并且每次手动调节量有限。对2种制导方案的仿真结果表明,电视制导由于不受视线角约束,着月点可调整范围大于舷窗制导。同时电视制导对姿态机动的要求更高。并且宇航员重新选址操作进行得越早,着月点可调整范围越大。 展开更多
关键词 载人登月 软着陆 手动控制 电视制导
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基于正系统分析的不确定非线性系统性能驱动控制方法
2
作者 郭宗易 韩永麟 +1 位作者 郭建国 胡冠杰 《自动化学报》 北大核心 2025年第1期133-143,共11页
针对一类不确定非线性系统,提出一种保证系统状态满足预设边界性能函数的新型性能驱动控制(Performancedriven control,PDC)方法.不同于传统预设性能控制(Prescribed performance control,PPC)方法中对误差与边界性能函数的比值进行非... 针对一类不确定非线性系统,提出一种保证系统状态满足预设边界性能函数的新型性能驱动控制(Performancedriven control,PDC)方法.不同于传统预设性能控制(Prescribed performance control,PPC)方法中对误差与边界性能函数的比值进行非线性变换的思路,本文基于保证状态量与上下边界的两个误差量均始终非负这一思想,引入基于Metzler矩阵的正系统分析理论,并结合切换控制技术,以最终保证系统状态始终在预设性能函数之内.系统的稳定性取决于边界性能函数的选取,而不改变控制器的形式.给出针对一类不确定非线性系统的控制设计、稳定性分析和方法讨论,数值仿真例子验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 不确定非线性系统 预设性能 性能驱动控制 稳定性 Metzler 矩阵
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基于高斯伪谱方法的再入飞行器预测校正制导方法研究 被引量：40
3
作者 水尊师 周军 葛致磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1249-1255,共7页
为了提高再入制导的适应性和鲁棒性,提出了一种最优预测校正制导方法。根据伪谱方法将再入动力学微分方程约束转换为代数方程约束,将制导问题转换为不需要积分弹道的最优规划问题,利用Gauss伪谱法收敛速度快、精度高的特点,设计了航路... 为了提高再入制导的适应性和鲁棒性,提出了一种最优预测校正制导方法。根据伪谱方法将再入动力学微分方程约束转换为代数方程约束,将制导问题转换为不需要积分弹道的最优规划问题,利用Gauss伪谱法收敛速度快、精度高的特点,设计了航路点间分段优化的伪谱自适应鲁棒再入制导律,对制导律的特性进行了分析。数值仿真表明,这种再入制导律对于再入点误差不敏感,具有良好的鲁棒性,仿真表明校正时间很短,具有应用于在线制导的潜力。 展开更多
关键词 再入制导 轨迹优化 预测校正 航路制导
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终端角度约束制导及制导控制一体化方法综述 被引量：22
4
作者 赵斌 梁乐成 +1 位作者 蒋瑞民 周军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期563-579,共17页
针对制导武器终端角度约束下的制导方法和制导控制一体化方法进行综述。首先,对比分析了几种典型的终端角度约束定义,针对二维、三维交战场景构建了面向终端角度约束的制导及制导控制一体化设计的状态空间模型;其次,针对终端角度约束下... 针对制导武器终端角度约束下的制导方法和制导控制一体化方法进行综述。首先,对比分析了几种典型的终端角度约束定义,针对二维、三维交战场景构建了面向终端角度约束的制导及制导控制一体化设计的状态空间模型;其次,针对终端角度约束下的制导方法以及制导控制一体化设计方法进行分类、归纳总结与对比;最后,针对终端角度约束制导和制导控制一体化设计中存在的多约束落角控制、信息估计、落角范围估计、协同制导等问题进行了展望。 展开更多
关键词 终端角度约束 制导律 制导控制一体化 精确制导
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再入飞行器变质心/RCS复合控制策略研究 被引量：7
5
作者 王霄婷 周军 林鹏 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期212-216,共5页
再入飞行器采用变质心控制不但可以保持较好的气动外形,还可以降低能量消耗增大载荷能力,但该控制对气动力依赖较强,在气动力不足时需要借助其它控制系统来实现精确控制要求。文章研究了全空域飞行情况下变质心/RCS复合控制策略。通过... 再入飞行器采用变质心控制不但可以保持较好的气动外形,还可以降低能量消耗增大载荷能力,但该控制对气动力依赖较强,在气动力不足时需要借助其它控制系统来实现精确控制要求。文章研究了全空域飞行情况下变质心/RCS复合控制策略。通过对控制受限情况下变质心控制系统力矩配平和闭环响应快速性能的分析,将变质心控制的可行性转化为重压心距不等式组解的存在性,并基于此工程估算方法给出从变质心控制切换为RCS控制的复合控制策略。最后,通过对某再入飞行器一条典型机动弹道的仿真实验,验证了复合控制策略的有效性。 展开更多
关键词 变质心控制 RCS控制 复合控制策略 再入飞行器
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基于二阶滑模控制的驾束制导导弹一体化制导系统设计(英文) 被引量：14
6
作者 周军 王婷 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1632-1637,共6页
针对驾束制导导弹,运用超扭曲二阶滑模控制理论,提出了一种一体化制导控制算法。通过充分考虑目标不确定因素以及控制回路未建模状态,建立了一体化制导控制回路的四阶状态方程。运用该状态方程的转移矩阵,重新定义了零能脱靶量(ZEM),使... 针对驾束制导导弹,运用超扭曲二阶滑模控制理论,提出了一种一体化制导控制算法。通过充分考虑目标不确定因素以及控制回路未建模状态,建立了一体化制导控制回路的四阶状态方程。运用该状态方程的转移矩阵,重新定义了零能脱靶量(ZEM),使其不再需要估计剩余时间,并将此作为滑模切换面,设计了一体化超扭曲二阶滑模制导律。通过对目标的拦截仿真,结果表明制导线偏差可在有限时间内收敛到零,从而验证了选择新定义的ZEM作为制导律的滑模切换面是有效的。数字仿真结果也表明了该一体化设计方法明显优于不考虑控制回路的传统制导律设计方法。 展开更多
关键词 一体化制导 二阶滑模控制 零能脱靶量 驾束制导
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高速飞行器俯冲段制导控制一体化综述 被引量：5
7
作者 郭建国 梁乐成 +1 位作者 周敏 蒋瑞民 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2023年第1期1-10,共10页
本文从模型构建和方法设计两个方面对高速飞行器俯冲段制导控制一体化问题进行综述。首先,对俯冲段制导控制一体化模型构建进行总结,依据系统集成度提升程度的不同,分别对分通道制导控制一体化模型、全状态耦合高阶一体化模型,以及集成... 本文从模型构建和方法设计两个方面对高速飞行器俯冲段制导控制一体化问题进行综述。首先,对俯冲段制导控制一体化模型构建进行总结,依据系统集成度提升程度的不同,分别对分通道制导控制一体化模型、全状态耦合高阶一体化模型,以及集成度提升低阶一体化模型构建进行了介绍,并对飞行器系统和设计模型特性进行了分析,指出了面临的主要设计问题。其次,针对俯冲段制导控制一体化设计难点,从快时变强不确定性鲁棒控制、高阶非匹配不确定性控制,以及考虑多约束控制方面对设计方法进行综述,总结并评述了国内外相关理论的发展现状和不足。最后,对俯冲段制导控制一体化的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 高速飞行器 制导控制一体化 俯冲段 不确定性 多约束控制 鲁棒控制
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红外拦截弹输出反馈制导控制一体化设计 被引量：4
8
作者 常晶 周军 郭建国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期516-523,共8页
针对采用红外导引头的拦截弹,提出一种基于滑模观测器的制导控制一体化(IGC)控制方法,在导弹的部分状态已知和非匹配不确定性影响下,确保了其高精度拦截效果。首先,由于采用红外导引头的拦截弹的视线(LOS)角速率难以获取,系统将不满足... 针对采用红外导引头的拦截弹,提出一种基于滑模观测器的制导控制一体化(IGC)控制方法,在导弹的部分状态已知和非匹配不确定性影响下,确保了其高精度拦截效果。首先,由于采用红外导引头的拦截弹的视线(LOS)角速率难以获取,系统将不满足干扰估计的匹配条件,设计了一种新型滑模观测器,通过构造补偿滑模观测器,同时实现导弹的未知状态和干扰的有限时间精确估计。然后,利用未知状态和干扰估计信息,设计反步控制器实现导弹的制导控制一体化,证明了系统的有界稳定。仿真结果表明,本文提出的方法可以获得较小的脱靶量,且对存在的不确定性具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 制导控制一体化(IGC) 输出反馈 非匹配不确定性 滑模观测器(SMO) 反步法
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应对机动目标的全捷联导弹制导控制一体化设计 被引量：5
9
作者 赵斌 朱传祥 +3 位作者 徐思勇 蒋瑞民 张琳 周军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期310-319,共10页
针对全捷联导引头探测器与弹体固连带来的视线(LOS)测量与弹体姿态的耦合问题,基于干扰观测器和动态面控制提出一种考虑全捷联视线角(FOV)约束的制导控制一体化(IGC)设计方法。首先建立起具有严格状态反馈形式的全捷联制导控制一体化设... 针对全捷联导引头探测器与弹体固连带来的视线(LOS)测量与弹体姿态的耦合问题,基于干扰观测器和动态面控制提出一种考虑全捷联视线角(FOV)约束的制导控制一体化(IGC)设计方法。首先建立起具有严格状态反馈形式的全捷联制导控制一体化设计模型;其次,针对目标机动和气动扰动带来的模型不确定,设计了一种非线性干扰观测器对其进行在线估计,并将其估计信息的平方引入设计过程;第三,针对全捷联模式下有限视场角凸显的状态约束问题,基于积分型障碍Lyapunov函数与动态面控制设计了一体化制导控制规律,并对闭环系统的稳定性和信号的一致有界特性进行了证明。仿真结果表明,在目标进行不同类型机动和气动扰动存在的条件下,所设计方法均能保证制导精度以及视场角满足约束条件。 展开更多
关键词 状态约束 干扰观测器 制导控制一体化 全捷联
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驾束制导导弹一体化制导控制系统设计 被引量：4
10
作者 王婷 周军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期173-177,共5页
针对驾束制导导弹,运用超扭曲二阶滑模控制理论,提出了一种一体化制导控制系统设计方法。通过联立制导回路与弹体动力学方程,建立了一体化制导控制回路的四阶状态方程。运用该状态方程的转移矩阵,重新定义了零能脱靶量(ZEM),使其不再需... 针对驾束制导导弹,运用超扭曲二阶滑模控制理论,提出了一种一体化制导控制系统设计方法。通过联立制导回路与弹体动力学方程,建立了一体化制导控制回路的四阶状态方程。运用该状态方程的转移矩阵,重新定义了零能脱靶量(ZEM),使其不再需要估计剩余时间,并将此作为滑模切换面,设计了一体化超扭曲二阶滑模制导控制系统。通过对目标的拦截仿真,结果表明制导线偏差可在有限时间内收敛到零,从而验证了该一体化设计方法的有效性。通过与传统制导控制分开设计法作仿真比较,证明了该方法的优越性。 展开更多
关键词 一体化制导控制 二阶滑模控制 零能脱靶量 驾束制导
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激光驾束导弹制导控制辅助惯性器件滤波 被引量：2
11
作者 赵斌 周军 卢晓东 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期620-625,共6页
针对某型激光驾束导弹微机电(micro electro mechanical systems,MEMS)速率陀螺仪和加速度计测量噪声大的问题,提出采用姿控舵偏角和过载指令实现陀螺仪和加速度计的滤波。首先,基于姿态运动学建立MEMS速率陀螺滤波方程;其次,结合局部... 针对某型激光驾束导弹微机电(micro electro mechanical systems,MEMS)速率陀螺仪和加速度计测量噪声大的问题,提出采用姿控舵偏角和过载指令实现陀螺仪和加速度计的滤波。首先,基于姿态运动学建立MEMS速率陀螺滤波方程;其次,结合局部模型跟踪控制律特点,引入过载指令与实际过载的近似数学描述,建立加速度计滤波方程;最后,采用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)实现对三轴角速率、两轴加速度、攻角及侧滑角的辅助估计。半实物仿真试验表明,该算法可以将速率陀螺误差及加速度计误差分别降低至16%和30%,同时对攻角和侧滑角的估计偏差约为0.03°,证明算法有效。 展开更多
关键词 微机电器件 舵偏角 制导指令 辅助滤波
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基于直接力控制的导弹高精度末端导引方法研究 被引量：4
12
作者 葛致磊 周军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第23期5463-5465,5499,共4页
采用直接力控制的拦截导弹具有自身控制不连续、目标机动能力强、要求直接命中等特点,因此需要一种精度高、适应性强且较省脉冲发动机的导引律。以某型末端采用直接侧向力控制的反导导弹为背景,基于变结构控制理论设计了一种导引律,该... 采用直接力控制的拦截导弹具有自身控制不连续、目标机动能力强、要求直接命中等特点,因此需要一种精度高、适应性强且较省脉冲发动机的导引律。以某型末端采用直接侧向力控制的反导导弹为背景,基于变结构控制理论设计了一种导引律,该导引律以可测量信息为基础,十分易于工程实现。最后进行了三维弹道仿真,结果表明:所设计的导引律攻击精度明显优于比例导引律,尤其是在目标机动较大情况下,保证了脱靶量在米级以内;所设计的导引律在制导初期对误差进行修正,因而末端弹道更为平直,同情况下所消耗的姿控发动机数目更少。此外,所设计的导引律基于较大交会角的拦截而非逆轨道拦截,因而发射阵地更灵活、发射准备时间更短。 展开更多
关键词 直接力 变结构导引律 拦截 姿控发动机
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基于部分状态反馈的高速拦截弹制导控制一体化设计 被引量：3
13
作者 王洋 周军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期954-960,共7页
针对视线角速率与攻角都无法测量的高速拦截弹制导控制一体化(IGC)系统,提出一种新型基于部分状态反馈的控制器。首先,基于线性扩张状态观测器(LESO)同时观测不可测的中间状态与未知干扰。之后,基于反演控制(BC)设计控制器,反演算法中... 针对视线角速率与攻角都无法测量的高速拦截弹制导控制一体化(IGC)系统,提出一种新型基于部分状态反馈的控制器。首先,基于线性扩张状态观测器(LESO)同时观测不可测的中间状态与未知干扰。之后,基于反演控制(BC)设计控制器,反演算法中的虚拟及真实控制量都只使用已知状态与LESO观测的中间状态,避免使用不可测状态。此外,反演中还使用LESO估计的未知干扰进行补偿来提高控制器的鲁棒性。随后,基于lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统的稳定性。最后,将新方法与现有采用全状态反馈的IGC算法进行对比仿真。仿真结果表明,在不使用视线角速率与攻角的情况下,新方法依旧能够保证足够的拦截精度。 展开更多
关键词 部分状态反馈 观测器 非匹配干扰 反演法 制导控制一体化
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一种新型鲁棒制导律的研究与仿真 被引量：1
14
作者 黄汉桥 周军 +1 位作者 何明 胡诗国 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期2410-2413,共4页
针对导弹与目标相对运动被控模型,应用Lyapunov第二法设计了一种基于L2增益性能指标的鲁棒制导律。在目标机动和制导参数变化时,这种制导律显出较强的鲁棒性,并不需要精确的测量目标加速度,只需得到视线转率测量值,容易在工程中实现。... 针对导弹与目标相对运动被控模型,应用Lyapunov第二法设计了一种基于L2增益性能指标的鲁棒制导律。在目标机动和制导参数变化时,这种制导律显出较强的鲁棒性,并不需要精确的测量目标加速度,只需得到视线转率测量值,容易在工程中实现。仿真中,分析比较了相同初始条件下鲁棒导引律与比例导引律的抗干扰性能和终端制导精度。仿真结果表明,当存在目标机动和制导误差、角测量噪声时,鲁棒导引律的性能和精度明显优于比例导引律。当仅存在目标机动时,鲁棒导引律不占优势。部分仿真情况下,制导系统的性能和精度可能低于比例导引律。 展开更多
关键词 非缌陛鲁棒控制 导引规律 L2增益理论 仿真
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挠性卫星多轴指向复合控制方案研究 被引量：2
15
作者 刘莹莹 周军 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第14期3286-3289,共4页
针对带有多个挠性附件以及天线转动机构的多体卫星,在动力学建模与分析的基础上,设计了卫星本体与天线多轴指向复合姿态控制方案。将天线运动信息作为前馈信号补偿给卫星本体,设计了“前馈+变结构”控制方案,同时用本体姿态偏差调整天... 针对带有多个挠性附件以及天线转动机构的多体卫星,在动力学建模与分析的基础上,设计了卫星本体与天线多轴指向复合姿态控制方案。将天线运动信息作为前馈信号补偿给卫星本体,设计了“前馈+变结构”控制方案,同时用本体姿态偏差调整天线转角,最终满足本体三轴稳定,同时天线对目标高精度定向的多轴指向要求。控制算法简单,易于工程实现。系统闭环数学仿真结果表明,卫星本体指向精度优于3×10-3deg、天线指向精度优于0.1deg。验证了控制方案的有效性。与各部分独立控制比较,复合控制能够提高卫星多轴指向精度。 展开更多
关键词 多体卫星 多轴指向 复合姿态控制 数学仿真
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初始能量不确定飞行器再入制导方法研究 被引量：2
16
作者 何光宇 呼卫军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1496-1500,共5页
能量管理是航天器再入的重点。通常采用的对能量和轨迹规划方法在飞行器初始状态不确定情况下不再适用。针对初始状态不确定飞行器再入能量管理问题,本文制定以分析飞行器能量耗散能力为基础,确定控制量模型、建立标准速度高度曲线,并... 能量管理是航天器再入的重点。通常采用的对能量和轨迹规划方法在飞行器初始状态不确定情况下不再适用。针对初始状态不确定飞行器再入能量管理问题,本文制定以分析飞行器能量耗散能力为基础,确定控制量模型、建立标准速度高度曲线,并导引飞行器跟踪标准速度高度曲线飞行方案。仿真验证了该方案能适应较大空域和速度变化范围,同时在风干扰和气动拉偏15%情况下验证了该方案具有强稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 不确定性 能量管理 标准能量
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变后掠翼导弹制导精度研究(英文) 被引量：1
17
作者 周军 张天翼 郭建国 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第8期39-43,46,共6页
将飞行器变后掠翼技术应用于导弹上,弹翼的运动对弹体动态特性与整个系统的制导精度会直接产生影响。首先基于多刚体动力学原理获得的变后掠翼导弹完整的数学模型,通过小扰动线性化方法得到了弹体相关的传递函数,并利用统计线性化方法... 将飞行器变后掠翼技术应用于导弹上,弹翼的运动对弹体动态特性与整个系统的制导精度会直接产生影响。首先基于多刚体动力学原理获得的变后掠翼导弹完整的数学模型,通过小扰动线性化方法得到了弹体相关的传递函数,并利用统计线性化方法计算了制导数学模型的均值与协方差传播方程,最后应用协方差分析描述函数方法分析得到了导弹的弹翼转动速度、弹翼后掠角大小与弹翼转动时刻对制导精度影响的规律。 展开更多
关键词 复合制导与控制 俯仰平面 蒙特卡洛方法
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挠性航天器分散变结构控制稳定性研究 被引量：1
18
作者 刘莹莹 周军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期338-342,共5页
文章针对具有大面积太阳帆板的挠性航天器姿态控制问题,研究了分散变结构控制方案,设计了分散子系统滑动模态与控制律,并在分析和考虑航天器实际控制输出限制的基础上进行了合理简化,便于工程实现。由于实际航天器执行机构控制输出受限... 文章针对具有大面积太阳帆板的挠性航天器姿态控制问题,研究了分散变结构控制方案,设计了分散子系统滑动模态与控制律,并在分析和考虑航天器实际控制输出限制的基础上进行了合理简化,便于工程实现。由于实际航天器执行机构控制输出受限,以及系统不确定因素,不能始终满足滑动模态能达条件,证明了在控制受限情况下变结构控制系统的大范围渐进稳定性。开展了挠性航天器变结构姿态控制物理仿真实验,验证了控制系统的稳定性与有效性。 展开更多
关键词 挠性航天器 分散变结构控制 稳定性 物理仿真实验
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飞行器博弈制导进程与展望 被引量：1
19
作者 郭建国 陆东陈 周敏 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2024年第2期8-16,共9页
博弈制导可处理复杂系统中涉及多方合作、竞争的动态问题,有利于实现智能化战场上信息价值最大化发挥,推动精确制导武器的智能化发展。本文总结了博弈制导的基本分类和建模方法,从终端角度约束、时间约束、过载约束、末速约束等方面提... 博弈制导可处理复杂系统中涉及多方合作、竞争的动态问题,有利于实现智能化战场上信息价值最大化发挥,推动精确制导武器的智能化发展。本文总结了博弈制导的基本分类和建模方法,从终端角度约束、时间约束、过载约束、末速约束等方面提出了飞行器博弈制导的关键性问题,搭建了矩阵博弈、微分博弈两种典型博弈模型求解框架,从解析解、数值解、智能算法等方面对博弈制导的求解方法进行梳理。最后,从非线性微分博弈求解方法,非完备信息博弈算法,不均衡、非对称信息下多飞行器协同,多类型武器体系博弈等方向出发,对飞行器博弈制导未来的发展趋势进行了展望和总结。 展开更多
关键词 博弈制导 微分博弈 矩阵博弈 智能算法 自适应算法
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基于推力矢量/水舵复合的超空泡导弹变结构控制研究 被引量：1
20
作者 余晨菲 林鹏 周军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期805-810,共6页
为研究水下超空泡导弹在巡航段的稳定控制,提出了对导弹的俯仰、偏航和滚动通道均进行控制。从超空泡导弹受力的特殊性出发,提出一种按通道分配指令的推力矢量/水舵复合的控制策略,在此基础上推导其面向控制系统设计的数学模型,应用变... 为研究水下超空泡导弹在巡航段的稳定控制,提出了对导弹的俯仰、偏航和滚动通道均进行控制。从超空泡导弹受力的特殊性出发,提出一种按通道分配指令的推力矢量/水舵复合的控制策略,在此基础上推导其面向控制系统设计的数学模型,应用变结构控制理论设计控制器并进行数学仿真。仿真结果表明,航迹和姿态参数均可满足快速性、稳定性和鲁棒性的设计要求。 展开更多
关键词 超空泡导弹 巡航段 推力矢量/水舵复合控制 变结构控制
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