摘要：为了进一步改善控制系统的鲁棒性,在非线性动态逆控制器设计的基础上,设计L_(1)自适应控制环节补偿逆误差及外部干扰的影响。为了保证系统稳定性,针对执行机构饱和约束,引入伪控制保护补偿信号,调整参考输入,使得执行机构在任何时刻均不会进入饱和状态。最后,以迎角指令跟踪控制为例进行仿真验证,表明具有伪控制保护的L_(1)自适应补偿策略对迎角跟踪控制保持良好的指令跟踪性能。

摘要：针对拦截弹参数时变和执行机构饱和非线性影响控制系统性能,提出基于齐次多项式参数相关Lyapunov理论和非线性矩阵微分方程凸多面体转换算法相结合的鲁棒最优控制系统设计方案。通过引入标准饱和约束算子,建立控制系统数学模型并给出控制系统结构;引入饱和归一化因子,把非线性参数时变微分方程转化成线性多胞型微分方程;基于齐次多项式参数相关Lyapunov理论和拓展Pólya’s定理,把参数时变多胞型微分方程转换成齐次多项式参数相关微分方程,并给出齐次多项式参数相关控制器结构;利用迭代算法把非线性矩阵不等式转换成线性矩阵不等式(LMIs),进而基于LMI凸优化理论获得控制器解,设计出的控制器是关于齐次多项式阶次g和Pólya’s松弛度d的函数;通过定点和制导控制系统仿真校验了该算法,仿真结果表明随着齐次多项式阶次g和Pólya’s松弛度d的增加,设计出的控制器在确保系统稳定的前提下改善控制系统性能。

摘要：近空间高速飞行器再入过程中,巨大的飞行速度将使其面对复杂气动、高温及噪声等严酷的载荷环境。为缓解高速飞行器的热防护结构设计压力,确保再入过程中飞行器的结构与材料安全,从弹道与控制系统设计角度出发,给出近空间高速再入飞行器攻角约束下的高性能自适应非线性预设性能控制方案,对飞行器进行主动的力热载荷安全管理。首先根据飞行器大面积热流工程模型解算全弹道飞行的攻角约束,结合指数型预设性能函数基于状态受限控制理论对攻角的动态响应过程进行设计,并使用新型前馈Sigmoid非线性跟踪微分器来处理反演控制中的微分爆炸问题;之后引入基于级联的新型扩张状态观测器以抑制传统高增益观测器的峰值现象,通过非线性增益调节机制提高其抗噪能力;并对上述控制系统进行了Lyapunov稳定性证明,从理论上确保了飞行器再入过程中热防护结构强度的安全性。最后给出了本文控制方案与鲁棒-自抗扰控制系统的仿真对比结果。结果表明,本文的控制方案能够确保攻角在预设的性能边界内满足飞行器的力热载荷约束,且在工程噪声环境下具有更稳妥的鲁棒安全保障与更优的指令跟踪性能。

摘要：临近空间拦截弹执行机构饱和影响控制系统的响应性能,针对此问题,提出了基于NLMIs鲁棒最优的控制系统设计方案;建立执行机构饱和算子模型并给出控制系统结构,引入顶点多项式理论给出控制系统数学模型,通过定理给出非线性控制系统的鲁棒最优控制器结构,利用迭代算法把NLMIs转化成LMIs,基于LMI凸优化理论获得控制器解,定点仿真验证了该算法的合理性。仿真结果表明,所设计的非线性控制系统是鲁棒最优的设计。

摘要：为了解决导弹控制系统设计过程中采用试凑法进行参数设计周期太长以及执行机构饱和约束不易加入的问题,提出一种建模思想,将控制系统设计问题变为有约束优化问题。把系统的性能指标和执行机构饱和约束转化为约束条件,上升时间作为目标函数,采用逐次逼近法来进行迭代,直到得到满足约束的控制器参数。此方法能够直观地引入各种约束,并能够有效缩短导弹控制系统设计周期。

摘要：在导弹控制系统设计过程中,考虑了自动驾驶仪的高频振荡问题,将其转化为系统的一个约束条件,同时把上升时间转化为目标函数,其他设计指标视为约束条件,采用有约束多目标优化的方法解决了系统鲁棒性设计问题。此方法解决了导弹控制系统设计过程中,由于气动参数拉偏导致控制器参数设计周期较长的问题,并且可以根据具体情况加入所需的约束,为工程设计提供了一种实用灵活有效的设计方法。

摘要：为了避免执行机构出现饱和而影响系统的稳定性,针对具有双执行机构的碟形飞行器,设计了具有参考输入校正的变结构控制律。参考输入信号根据执行机构的虚拟饱和信号而自适应地进行调整,以保证系统在跟踪过程中的稳定性。控制器设计考虑了各执行机构动态和相互之间的协调配合。仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。

摘要：针对执行机构饱和非线性未知的碟形飞行器，在考虑执行机构动态的基础上，设计了基于神经网络的滑模控制器，给出了相应的控制律和参数选择方法。神经网络用来估计执行机构的饱和量，从而在设计控制器时，可以对执行机构的饱和进行相应补偿。仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。