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旋转弹头变质心机动控制、制导系统的研究和仿真

随着世界各国导弹突防与反突防技术的发展,具备末端机动飞行能力成为弹道式导弹弹头今后发展的主要方向,它将大大提高弹头的突防能力及攻击精度。美、苏军事强国早在七、八十年代便着手进行弹头机动的研究,现在已达到工程应用阶段。我国在弹头机动研究方面起步较晚,而机动控制方案主要是采用气动舵面控制方案。但由于气动舵抗烧蚀能力较差,控制效率较低,限制了它在高速飞行弹头以及大机动弹头上应用。本文针对我国弹头机动控制方案的现状,提出了弹头变质心机动控制方案,并从理论分析和实际应用两个方面对弹头变质心机动控制方案进行了研究。本文的创新之处在于:1.提出了弹头变质心机动控制这一新颖的弹头机动控制思想,并推导了变质心机动弹头的动力学方程。2.应用了死区模型参考自适应控制律,提高了自适应控制律的鲁棒性,保证了控制方案的工程实用性。围绕以上创新点开展的主要工作有在以下几个方面:1.提出了弹头变质心机动控制这一新颖的弹头机动控制思想,从根本上克服了气动舵机动控  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

《宇航学报》2000年S1期
宇航学报

弹道式导弹弹头变质心机动控制

1 引言弹道式导弹 ,特别是战略弹 ,在现代战争中 ,使弹头具有末端机动能力是十分重要的。主要原因是 :1弹道式导弹的弹头末端突防的需要 ,弹头具有末端机动能力和末制导技术 ,可以在弹头控制系统中预先装定突防弹道 ,可以有效进行突防 ,且保证弹头在末端攻击时具有优化的初始姿态角以及初始速度 ,确保弹头打击预定目标。 2弹道导弹提高攻击精度的需要。随着现代科学技术的高速发展 ,弹头对固定地面目标具有末端探测、定位制导技术 ,测量和估计出弹头相对于目标的偏差 ,适当修正弹头的末端弹道 ,确保弹头精确地击中地面目标 ,这就要求弹头本身具有足够的机动控制能力 ;同时也是打击慢机动目标的有效手段。 3航空母舰是庞大的具有很大威胁的慢机动目标 ,弹道式导弹机动弹头杀伤威力大 ,可以用具有末制导技术的机动弹头打击航空母舰 ,这是对付敌方航空母舰的方法之一。基于上述三点理由 ,迫切需要解决弹头机动控制问题 ,急需研究出弹头机动控制系统的工程方案...  (本文共4页) 阅读全文>>

曲阜师范大学
曲阜师范大学

不确定非线性系统的实用输出机动控制

跟踪控制问题要求系统的状态或输出跟踪收敛于一个给定的参考信号,但在实际生活中很多跟踪问题,如卫星按预定轨道发射,机器人动作控制等,不仅要求被控对象跟踪于一个理想的路径,而且在跟踪过程中要满足一定的速度或加速度。我们把这类问题称之为实用输出机动控制问题。输出机动控制还是一个比较新的课题,值得我们深入研究。本文分别研究了两类不确定非线性系统的输出机动控制问题:一、对于一类含参数不确定性的非线性系统,基于动态面方法得到了满足机动控制条件的实际控制器和参数估计自适应律,然后通过讨论三种速度误差的形式来设计路径变量的动态性能,完成了对闭环系统的控制设计。其特点在于通过增加一系列低通滤波器,克服了用传统backstepping方法中出现的重复大量微分的数学弊端,保证了闭环系统的所有信号半全局有界,同时完成了对系统的输出机动控制。最后在仿真算例中,将传统backstepping算法和本章动态面方法得到的仿真结果进行了比对,突出了各自的优势和特...  (本文共39页) 本文目录 | 阅读全文>>

《系统工程与电子技术》2007年03期
系统工程与电子技术

不确定非线性系统的自适应输出机动控制

0引言在设计反馈控制律时,一个重要的问题是使一个对象(轮船、车辆、机器臂等)跟踪一个理想的路径并且沿该路径满足一定的速度任务,这就是输出机动问题。在机动控制中,一般包括两个任务:(1)几何任务,即使系统输出跟踪一个期望的参数化的路径,也就是一个几何曲线Yr∶={y∈Rm∶θ∈R使y=yr(θ)},式中:yr由路径变量θ连续参数化;(2)动态任务,即沿这个路径满足一个期望的动态行为,如:时间、速度或加速度等指标。这种问题要比通常的跟踪问题更具有普遍意义,对此类控制问题进行研究具有重大的工程价值和理论意义。一个简单的自动四档变速小车的传动系统的数学模型为.x1=x2.x2=11+β(p)[-α(x2)+u]式中:x1———小车的位置,x2———某一速度,u∈[0,1]位置控制量;x20,α(x2)0,(x20),p∈{1,2,3,4}———齿轮移动位置。控制目标是使小车沿一个矩形路径运动,矩形路径yr(θ)可表示为yr()θ=[0,...  (本文共6页) 阅读全文>>

曲阜师范大学
曲阜师范大学

一类非线性系统的实用输出机动控制

本文主要研究的是机动跟踪控制问题。所谓的机动(maneuvering)控制问题,一般包含了两个任务。第一个任务是使系统的状态或输出跟踪一个期望的参数化路径yd(θ(t)),第二个任务是即在沿着这个路径跟踪的过程中,能够使得变量θ满足一个期望的动态行为。而第二个任务能够使输出在跟踪期望的理想路径的同时,也可以避免在跟踪过程中产生的问题,从而可以保护系统的性能。所以,研究系统的机动控制问题具有重要的理论价值和实际意义。本文重点研究的是三类非线性系统的输出机动控制问题。论文的主要内容有如下安排:第一部分针对一类不确定非线性系统,通过反步设计方法,研究了输出机动控制器的设计。系统中不确定性既可以代表有界扰动引起的不确定,也可以视为未知参数的不确定性。在具体的设计过程中,先设计实际控制u,然后再给出速度误差的调节律,设计的自适应控制器不但能够保证系统的稳定性和信号的有界性,同时还能使路径跟踪误差和速度跟踪误差收敛到一定的范围。第二部分针对...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

《吉林大学学报(工学版)》2007年01期
吉林大学学报(工学版)

基于模型预测的卫星编队队形机动控制

由于卫星编队飞行具有费用低、性能好、可靠性高和适应性强等许多优点,近来已成为国内外研究的热点,但是要实现编队飞行也遇到很多挑战,其一是卫星编队飞行的队形机动与保持控制。近年来,国内外许多学者在这方面做了大量研究,大多数控制律是以相对位置和相对速度为反馈量设计的。这些控制方法能够有效地进行队形重构与保持,但是采用相对轨道根数描述卫星编队的相对运动[1,2]不仅有明显的几何意义、适用于任意偏心率参考轨道及星间相对距离较大的情况,而且能够控制相对平均轨道根数,从而节省大量的用于控制周期项相对漂移所需要的能量。Schaub等[1]以相对平均轨道根数作为反馈量,采用以Lyapunov稳定为基础的控制方法通过选择施加脉冲时间以燃料次优的方式进行了卫星编队的重构,但是他采用的控制算法并不是一种燃料最优的控制算法,且控制算法中反馈增益系数的选取较为复杂,需要逐个通过试凑法求得。Vadali等[2]通过求解两点边值问题推导了一种控制平均轨道根数的...  (本文共6页) 阅读全文>>