摘要：随着近迫武器系统(CIWS)等各类反导系统的发展越来越完善,单一导弹的突防面临更大的困难。针对近迫武器系统防御特点,通过设计带有攻击时间和攻击角度约束的协同制导方式可有效突防。建立模型将制导控制问题转化为终端时刻固定,带有终端状态约束的非线性最优控制问题,利用高斯伪谱法将其转化为非线性规划问题,并用SQP方法进行求解。进而应用预测控制的思想,通过实时在线求解最优控制问题从而实现了导弹制导律的设计,通过仿真验证证明了此方法的可行性。

摘要：针对应用任意剪刀对构型飞轮群的欠驱动刚体航天器姿态控制问题,将飞轮群与航天器看作整体系统进行建模,从整体系统可控性角度分析采用传统模型进行控制系统设计存在的局限性。随后通过对飞轮群角动量集合描述,得出航天器姿态可机动集合。由于飞轮群构型的任意性及航天器的欠驱动特性,导致具有初始角动量的整体系统难以针对系统状态方程采用Lyapunov函数方法进行状态反馈控制器设计,同时为了保证存在外扰动力矩的航天器姿态机动精度,采用非线性预测控制方法实现系统的反馈控制。所提控制算法实现了任意飞轮群剪刀对构型、飞轮群角动量非饱和条件下,任意系统初始角动量欠驱动航天器在姿态可机动集合中的机动控制。仿真结果表明,系统具有良好的控制性能及精度。

摘要：针对在internet场景下的网络化控制系统(networked control system,NCS)通常要面临的两个问题:第一是不同网域内的控制节点无法直接通信;第二是internet环境下不稳定的网络链路质量会导致控制系统性能的下降甚至引发系统故障,首先提出一种基于端对端(peer-to-peer,P2P)技术的NCS系统,解决了internet范围上控制节点间的通信问题;然后设计了控制任务的共享功能:被控端节点可以向网络中发布被控对象的控制算法文件,而系统内的其他远程计算机都可以通过下载控制任务文件成为远程控制器。上述方法实现了internet环境下NCS系统的拓扑动态性和数据链路的冗余性,从而增强了系统的容错能力。最终通过实验证明了P2P技术搭建的NCS系统在internet范围上的拓扑动态性,且验证了冗余控制策略增强系统容错能力的有效性。

摘要：针对卫星交会对接中相对姿态和位置的控制问题,设计一种6自由度(DOF)气浮台,并推导出描述两个气浮台模拟卫星交会对接运动的耦合6自由度(DOF)动力学模型。为解决气浮台模拟空间失重环境中的重力力矩干扰问题,设计一种基于应用新颖的快速非奇异终端滑模面的自适应有限时间控制器的自动平衡系统,估计出质心位置,通过控制三个平衡质量块补偿姿态平台质心与旋转中心之间的位置偏差。李雅普诺夫理论推导和仿真结果表明,该方法可以快速完成对姿态平台质心位置的准确估计,实现质心与旋转中心的高度重合。

摘要：针对圆形限制性三体问题下求解月球探测器逃逸轨道时,不能充分利用月球椭圆公转动力学特性节约逃逸能量的问题,对动力学模型进行拓展,在椭圆三体问题下建立月球探测器轨道动力学方程与能量表达式。首先通过理论推导,求解了探测器逃逸所需的发射能量与逃逸过程中的轨道能量随月地椭圆相对运动状态的数学表达式,对其进行分析发现,同一环月轨道上出发的逃逸探测器所需发射能量与地月距离呈正相关,而逃逸过程中探测器轨道能量变化与地月相向运动速度呈正相关,从而得出在月球接近其近地点过程中发射逃逸探测器可以最大限度节约发射能量的结论。在此基础上,引入庞加莱截面法设计探测器最低能量逃逸轨道。通过寻找使逃逸轨道所在不变流形的庞加莱截面收缩为一点的发射位置与能量,求解不同地月相位下的逃逸轨道能量需求,进而迭代求解能量最优逃逸轨道。最终,通过对比仿真结果得到,月球真近角为283°时发射逃逸探测器将最节约能量,与理论推导的结果相吻合。相对于圆形限制性三体问题下推导的最低逃逸能量,采用椭圆三体模型设计的低能量逃逸轨道可以节约8%左右的发射能量,对于深空探测等任务来说具有明显优势。

摘要：基于交会对接地面物理仿真系统对卫星交会对接中相对姿态和位置的控制问题进行研究,根据地面物理仿真系统的结构推导出描述系统姿态和位置运动的耦合六自由度动力学模型;基于此模型,在存在外部扰动的情况下,采用自适应快速非奇异终端滑模控制思想设计一种能够克服传统终端滑模控制奇异问题的鲁棒有限时间控制器。通过李雅普诺夫理论推导和仿真分析表明,该控制器在保证系统的有限时间稳定性和收敛性的同时能有效地抑制外部扰动。

摘要：针对交会对接模拟系统的姿态同步问题,在存在扰动和系统不确定性的情况下,利用改进的快速非奇异终端滑模面和改进的自适应律设计两个有限时间抗干扰控制器.改进的自适应律保证了两个控制器的连续性和对干扰的鲁棒性,且第2个控制器能解决边界层理论存在的边界层内有限时间稳定性丢失的问题.李雅普诺夫理论推导和仿真结果表明,提出的两个控制器能保证系统的有限时间稳定性,系统能快速收敛到平衡点.

摘要：针对三连杆机械臂控制器设计问题,提出了关于连杆旋转角及角速度的参数化控制律,解决了三连杆机械臂控制问题。首先,虽然三连杆机械臂系统是非线性系统,但可转化为具有我们期望特征结构的线性定常系统,从而提出控制器的参数化形式。其次,在这样的设计中,仍有可进一步利用的自由度,用来提高或改善系统的性能。最后,提出直接参数化算法并运用Simulink进行仿真验证算法的有效性,且仿真结果证明所设计控制器能够实现三连杆机械臂稳定运动到直立平衡点。

摘要：针对航天器交会对接模拟系统的姿态同步和位置跟踪控制问题,在存在外界扰动和系统不确定性的情况下,基于改进的快速非奇异终端滑模面和改进的自适应律,采用双闭环控制结构分别设计内环和外环有限时间姿态位置耦合控制器.所提出的自适应律不仅能有效地抑制扰动和不确定性且能保证控制器是连续的.李雅普诺夫理论推导和仿真结果表明,所提出的控制方法能保证系统内环和外环跟踪误差的有限时间稳定性和准确收敛性.

摘要：针对卫星姿态跟踪系统,在无扰动和有扰动的情况下,利用双曲正切函数和辅助系统设计两个有限时间饱和控制器.双曲正切函数可以严格地保证卫星姿态跟踪系统的控制输入是有界的.通过李雅普诺夫理论可以证明,系统在两个控制器的作用下既是渐近稳定的又是有限时间稳定的,系统可以快速收敛到平衡点.数值仿真进一步表明了所提出的有限时间控制器的有效性.