新型迅捷弹箭多源力组合控制方法

1

作者 赵新运 于剑桥 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1734-1744,共11页

为大幅度提高导弹的超大角度机动能力,提出一种新型迅捷弹箭多源力组合控制方法。首先通过在传统直接力/气动力复合控制敏捷导弹尾部加装一类柔性可控伞,设计一种新型弹箭构型,然后基于合理假设将柔性可控伞简化为作用在敏捷导弹尾部的... 为大幅度提高导弹的超大角度机动能力,提出一种新型迅捷弹箭多源力组合控制方法。首先通过在传统直接力/气动力复合控制敏捷导弹尾部加装一类柔性可控伞,设计一种新型弹箭构型,然后基于合理假设将柔性可控伞简化为作用在敏捷导弹尾部的可控柔性力,并给出可控柔性力大小、方向、驱动机构动态响应特性的量化描述方法,进而建立铅垂平面内引入可控柔性力的动力学模型,最后针对强耦合、强不确定性、快时变性、强非线性的多输入多输出系统,设计柔性力/直接力/气动力复合控制律,实现了新型弹箭的迅捷转向。通过仿真验证了所提方法的合理性和有效性,并与传统敏捷导弹进行仿真对比,验证了所提方法有利于提高超大角度机动能力。 展开更多

关键词 导弹 敏捷转弯 柔性可控伞 可控柔性力 滑模控制 扩张状态观测器

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导弹线性分式变换模型及其在H_∞增益调度自动驾驶仪设计中的应用 被引量：8

2

作者 于剑桥 刘莉 +1 位作者 靳东亚 许承东 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期844-848,共5页

采用图形法建立了导弹线性分式变换(LFT)模型,将导弹动力学明确描述为确定性与不确定性两部分,构造了线性参数时变(LPV)/μ控制结构,运用D-K-D迭代算法设计了导弹H∞增益调度自动驾驶仪。LPV/μ控制技术明确考虑了导弹的时变特性,设计... 采用图形法建立了导弹线性分式变换(LFT)模型,将导弹动力学明确描述为确定性与不确定性两部分,构造了线性参数时变(LPV)/μ控制结构,运用D-K-D迭代算法设计了导弹H∞增益调度自动驾驶仪。LPV/μ控制技术明确考虑了导弹的时变特性,设计生成的控制器能够在导弹飞行过程中自动进行参数调节,适应导弹动力学特性的变化,从而稳定自动驾驶仪的动力学特性。仿真结果表明:建立的线性分式变换模型能够准确描述导弹的动力学特性,同时所设计的H∞增益调度自动驾驶仪的动力学特性基本与导弹飞行条件的变化无关。 展开更多

关键词 飞行器控制 导航技术 线性分式变换 增益调度控制 H∞控制 Μ综合 导弹控制

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基于准线性化模型设计导弹H_∞增益调度自动驾驶仪 被引量：7

3

作者 于剑桥 罗冠辰 文仲辉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期451-454,共4页

实现针对系统快变量攻角的自适应参数调节是导弹鲁棒增益调度自动驾驶仪设计的一个难点.为解决此问题,提出采用由状态替换方法建立的导弹准线性化模型作为设计模型,基于线性参数时变(LPV)/μ控制技术构造自动驾驶仪设计结构,并通过D-K-... 实现针对系统快变量攻角的自适应参数调节是导弹鲁棒增益调度自动驾驶仪设计的一个难点.为解决此问题,提出采用由状态替换方法建立的导弹准线性化模型作为设计模型,基于线性参数时变(LPV)/μ控制技术构造自动驾驶仪设计结构,并通过D-K-D迭代算法设计导弹H∞增益调度自动驾驶仪.所设计的自动驾驶仪不仅能够实现对马赫数和高度两个系统慢变量的自适应参数调节,还能实现对系统快变量攻角的自适应参数调节.非线性仿真结果验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 H∞增益调度控制 准线性化模型 LPV/μ控制方法 自动驾驶仪

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高速动能导弹起飞质量设计方法研究 被引量：4

4

作者 于剑桥 刘莉 文仲辉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2003年第S5期101-102,108,共3页

根据高速动能导弹动力系统的特点,以导弹在有效射程范围内命中目标的最小速度要求为约束条件,建立了起飞质量优化设计的数学模型,给出了此模型对高速动能导弹起飞质量进行优化设计的初步结果。

关键词 导弹 高速动能导弹 起飞质量

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基于状态预测的脉冲控制算法研究 被引量：2

5

作者 于剑桥 方正 胡文斌 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期42-46,共5页

针对采用脉冲矢量控制发动机作为控制执行机构的导弹,提出一种基于状态预测的脉冲控制算法.给出了算法的基本思路;由导弹短周期扰动运动方程组出发构造了预测模型;考虑过载指令跟踪精度及脉冲发动机能量消耗,构造了代价函数.算例设计及... 针对采用脉冲矢量控制发动机作为控制执行机构的导弹,提出一种基于状态预测的脉冲控制算法.给出了算法的基本思路;由导弹短周期扰动运动方程组出发构造了预测模型;考虑过载指令跟踪精度及脉冲发动机能量消耗,构造了代价函数.算例设计及仿真结果表明,采用所提出的方法设计的脉冲控制算法能够保证导弹对制导回路过载指令的可靠跟踪,同时,还能够有效抑制脉冲发动机的能量消耗. 展开更多

关键词 脉冲矢量控制 脉冲控制算法 预测模型 代价函数 导弹控制

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自激振荡线性化舵机延迟补偿时间处理方法研究 被引量：2

6

作者 于剑桥 林凡 方正 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期652-656,共5页

针对某单通道控制炮射导弹所采用的自激振荡线性化舵机,给出了一种有效的舵机延迟补偿时间处理方法。自激振荡线性化舵机的高频振荡特性使得对其延迟时间的测量和处理相当困难,为解决此问题提出采用弹体滤波去除舵机高频振荡所造成的不... 针对某单通道控制炮射导弹所采用的自激振荡线性化舵机,给出了一种有效的舵机延迟补偿时间处理方法。自激振荡线性化舵机的高频振荡特性使得对其延迟时间的测量和处理相当困难,为解决此问题提出采用弹体滤波去除舵机高频振荡所造成的不确定性,并由导弹法向加速度延迟确定舵机延迟补偿时间的方法。数据处理结果表明,采用所提出的方法能够有效地确定自激振荡线性化舵机的延迟补偿时间。还从舵机延迟补偿难易的角度对比了调幅方波和调幅正弦波两种舵机指令形式的优劣,得到了自激振荡线性化舵机对正弦波指令的响应特性优于方波指令的结论。 展开更多

关键词 信息处理技术 舵机延迟补偿 自激振荡线性化舵机 炮射导弹 导弹控制

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采用函数替换方法建立导弹准线性化模型 被引量：2

7

作者 于剑桥 胡国怀 别炎华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期390-393,共4页

为了建立导弹准线性化模型,将导弹动力学描述为状态空间形式;采用函数替换方法将导弹的非线性动力学描述为关于特定时变参数的函数的线性组合形式;以整个设计区间内模型参数变化范围最小为优化目标,采用线性规划优化算法确定了所选网格... 为了建立导弹准线性化模型,将导弹动力学描述为状态空间形式;采用函数替换方法将导弹的非线性动力学描述为关于特定时变参数的函数的线性组合形式;以整个设计区间内模型参数变化范围最小为优化目标,采用线性规划优化算法确定了所选网格点上的模型参数.由于在模型生成过程中没有做线性化近似,所建立的准线性参数时变(准LPV)模型能够准确描述导弹系统的非线性动力学特性.所建立模型的正确性通过数学仿真得到了验证. 展开更多

关键词 函数替换 准线性化 导弹动力学 线性规划

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滚转导弹动态失稳的机理分析 被引量：5

8

作者 于剑桥 别炎华 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期24-26,40,共4页

将滚转导弹动力学系统描述为一个具有动态负反馈的闭环系统,分析了滚转导弹动态失稳的机理.基于滚转导弹扰动运动方程组,绘制了滚转导弹扰动运动结构图,经过简化,将滚转导弹描述为由2个二阶环节构成的具有动态负反馈的闭环系统.由此系... 将滚转导弹动力学系统描述为一个具有动态负反馈的闭环系统,分析了滚转导弹动态失稳的机理.基于滚转导弹扰动运动方程组,绘制了滚转导弹扰动运动结构图,经过简化,将滚转导弹描述为由2个二阶环节构成的具有动态负反馈的闭环系统.由此系统的开环特性出发,基于对数频率稳定性判据给出了马格努斯效应导致滚转导弹动态失稳的原因.给出了算例,结果表明,由开环稳定性分析得到的导弹动态稳定转速边界与采用基于闭环极点位置约束的通用转速边界计算公式所得到的结果是相同的. 展开更多

关键词 动态失稳 动力学特性分析 滚转导弹

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空面导弹弹道仿真方法研究 被引量：3

9

作者 于剑桥 文仲辉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 1997年第1期7-11,共5页

提出了一种空面导弹下滑段、俯冲攻击段的弹道优化设计方案，以及一种实现航向动态跟踪的具体方法。大量算例表明，采用本文中的空面导弹控制方案可以设计、调试出较满意的弹道，达到获取导弹飞行性能数据并验证导弹总体设计参数的目的。

关键词 空面导弹 仿真 弹道控制 亚音速 导弹 飞行性能

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采用D-K-D迭代算法设计导弹增益调度自动驾驶仪 被引量：1

10

作者 于剑桥 文仲辉 许承东 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期855-859,共5页

导弹增益调度自动驾驶仪除具有对时变参数的自适应调节能力外,还应具有对不可测量不确定性的抑制能力.为此,将导弹自动驾驶仪设计问题描述为一类含有不可测量不确定性的线性参数时变(LPV)系统的鲁棒增益调度问题,构造了模型匹配自动驾... 导弹增益调度自动驾驶仪除具有对时变参数的自适应调节能力外,还应具有对不可测量不确定性的抑制能力.为此,将导弹自动驾驶仪设计问题描述为一类含有不可测量不确定性的线性参数时变(LPV)系统的鲁棒增益调度问题,构造了模型匹配自动驾驶仪设计结构,并通过D–K–D迭代算法综合运用LPV控制方法和μ综合方法设计了导弹鲁棒增益调度自动驾驶仪.设计的自动驾驶仪不仅能够随导弹飞行马赫数和高度的变化自动进行参数调节,还能够有效抑制量测噪声、量测误差及建模误差等不可测量不确定性.仿真结果验证了设计方法的有效性和可行性. 展开更多

关键词 D—K-D迭代算法 增益调度控制 鲁棒控制 自动驾驶仪

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高速动能导弹助推段弹道扰动运动分析 被引量：1

11

作者 于剑桥 刘莉 李强 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S4期257-259,共3页

对高速动能导弹助推段弹道的短周期扰动运动和长周期扰动运动进行了分析,给出了一种造成长周期扰动运动不稳定的可能原因,描述了与给出原因相对应的长周期扰动运动发散过程。

关键词 导弹 高速动能导弹 弹道 扰动运动

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导弹总体方案设计的计算机辅助方法研究 被引量：1

12

作者 于剑桥 文仲辉 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期90-93,共4页

给出一种导弹总体方案设计的计算机辅助设计系统的结构解决方案 .通过对多种典型战术导弹总体方案设计过程进行分析 ,将导弹总体方案设计阶段各专业设计模块之间复杂的逻辑关系以计算机能识别的数据流的方式抽象出来 ,并以此为基础绘制... 给出一种导弹总体方案设计的计算机辅助设计系统的结构解决方案 .通过对多种典型战术导弹总体方案设计过程进行分析 ,将导弹总体方案设计阶段各专业设计模块之间复杂的逻辑关系以计算机能识别的数据流的方式抽象出来 ,并以此为基础绘制了战术导弹总体方案设计流程图和导弹 CAD系统的框架结构图 . 展开更多

关键词 导弹 计算机辅助设计 系统分析 总体方案设计 数学模型 导弹CAD系统

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求解广义特征值问题设计导弹H_∞增益调度自动驾驶仪 被引量：1

13

作者 于剑桥 罗冠辰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期957-961,共5页

通过构造广义特征值问题求解H∞增益调度问题的最优解。采用矩阵奇异值分解理论,由H∞增益调度问题的线性矩阵不等式求解条件出发构造了用于求解H∞增益调度问题最优解的广义特征值问题。将所构造的广义特征值问题应用于D-K-D迭代算法中... 通过构造广义特征值问题求解H∞增益调度问题的最优解。采用矩阵奇异值分解理论,由H∞增益调度问题的线性矩阵不等式求解条件出发构造了用于求解H∞增益调度问题最优解的广义特征值问题。将所构造的广义特征值问题应用于D-K-D迭代算法中,以某地空导弹为例设计了H∞增益调度自动驾驶仪。仿真结果表明,所设计的自动驾驶仪的动态特性在导弹飞行条件大范围变化时,具有相当好的一致性,从而验证了广义特征值问题构造的正确性及其应用于H∞增益调度问题求解的可行性。 展开更多

关键词 广义特征值问题 H∞增益调度问题 H∞增益调度自动驾驶仪

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高速动能导弹推力速度方案设计

14

作者 于剑桥 文仲辉 刘莉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2003年第S1期134-136,140,共4页

以高速动能导弹在有效射程范围内命中目标的最小速度要求为约束条件,确定了其可能采取的推力速度方案。针对每一种可能的推力速度方案进行了总体方案的初步设计,通过对设计结果进行对比分析给出了高速动能导弹推力速度方案设计的初步结论。

关键词 导弹 高速动能导弹

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建立基于准线性化模型的地空导弹线性分式变换模型

15

作者 于剑桥 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期47-50,共4页

为了建立基于准线性化模型的地空导弹线性分式变换(LFT)模型,采用状态替换方法将导弹的状态沿着一条由时变参数决定的平衡点轨迹进行变换,建立了纵向短周期动力学的准线性参数时变(准LPV)模型;基于所建立的准LPV模型,采用MATLAB函数建... 为了建立基于准线性化模型的地空导弹线性分式变换(LFT)模型,采用状态替换方法将导弹的状态沿着一条由时变参数决定的平衡点轨迹进行变换,建立了纵向短周期动力学的准线性参数时变(准LPV)模型;基于所建立的准LPV模型,采用MATLAB函数建立了导弹的LFT模型,将导弹动力学明确描述为确定性部分和时变参数部分.由于在模型生成过程中没有做任何线性化近似,准LPV模型及LFT模型能够真实地描述导弹的非线性动力学特性.数学仿真验证了所建立模型的正确性. 展开更多

关键词 导弹动力学 准线性化模型 线性分式变换 鲁棒增益调度

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固定翼双旋弹动力学特性分析 被引量：17

16

作者 许诺 于剑桥 +1 位作者 王亚飞 王林林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期602-609,共8页

固定翼双旋弹作为一种特殊的弹道修正弹,在飞行过程中其前体弹道修正引信(CCF)和后体以不同转速绕弹轴旋转。根据固定翼双旋弹气动不对称的特性,推导出固定翼双旋弹的动力学模型,经过模型简化,得到其非齐次角运动方程,根据这个角运动方... 固定翼双旋弹作为一种特殊的弹道修正弹,在飞行过程中其前体弹道修正引信(CCF)和后体以不同转速绕弹轴旋转。根据固定翼双旋弹气动不对称的特性,推导出固定翼双旋弹的动力学模型,经过模型简化,得到其非齐次角运动方程,根据这个角运动方程对角运动特性和飞行稳定性进行了分析。结果显示:当CCF转速固定时,转速的大小和滚转的方向都会影响弹体的角运动特性,由于弹体的共振,不合理的转速可能引起角运动的不稳定;当CCF转角固定时,弹体可以获得与CCF的鸭翼安装角近似呈正比的弹道修正能力。对固定翼双旋弹的飞行稳定性判据进行了研究,飞行稳定性判据为固定翼双旋弹前后体转速和初始射角的设计提供了参考。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 固定翼双旋弹 弹道修正引信 非齐次角运动方程 弹道修正能力 稳定性判据

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双通道控制旋转导弹自动驾驶仪解耦控制研究 被引量：19

17

作者 陈罗婧 刘莉 于剑桥 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期11-14,共4页

为消除旋转导弹自旋所带来的纵向与侧向运动的交叉耦合,进行了双通道控制旋转导弹自动驾驶仪回路解耦控制研究.对自动驾驶仪回路的耦合进行分析发现,旋转导弹自动驾驶仪回路存在运动耦合、控制耦合以及加速度表不在质心引起的耦合.分析... 为消除旋转导弹自旋所带来的纵向与侧向运动的交叉耦合,进行了双通道控制旋转导弹自动驾驶仪回路解耦控制研究.对自动驾驶仪回路的耦合进行分析发现,旋转导弹自动驾驶仪回路存在运动耦合、控制耦合以及加速度表不在质心引起的耦合.分析结果表明了解耦的必要性.利用前馈补偿法实现了自动驾驶仪回路的解耦控制,并进行了仿真,结果验证了解耦方法的可行性. 展开更多

关键词 双通道 旋转导弹 自动驾驶仪 耦合 解耦

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双通道控制旋转导弹自动驾驶仪回路的数学变换及其耦合性分析 被引量：17

18

作者 陈罗婧 刘莉 于剑桥 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期847-850,共4页

根据双通道控制旋转导弹的特点,通过旋转变换,将弹体坐标系下的自动驾驶仪回路变换到准弹体坐标系下,并比较了与倾斜稳定导弹标准自动驾驶仪的区别.旋转变换后自动驾驶仪的弹体环节和舵机环节的模型均发生变化.旋转导弹自动驾驶仪回路... 根据双通道控制旋转导弹的特点,通过旋转变换,将弹体坐标系下的自动驾驶仪回路变换到准弹体坐标系下,并比较了与倾斜稳定导弹标准自动驾驶仪的区别.旋转变换后自动驾驶仪的弹体环节和舵机环节的模型均发生变化.旋转导弹自动驾驶仪回路存在运动耦合、控制耦合以及加速度计不在质心时引起的耦合.研究结果表明,在自动驾驶仪设计中需要进行解耦,以减小交连的影响. 展开更多

关键词 双通道 旋转导弹 自动驾驶仪 变换 耦合

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穿越恶劣天气区域的无人机航迹规划 被引量：7

19

作者 罗冠辰 于剑桥 +2 位作者 张思宇 井文明 赵俊锋 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1054-1059,共6页

研究无人机穿越恶劣天气区域的航迹规划问题.充分考虑无人机飞行过程中可能遭遇的恶劣天气,并建立数学模型.以人工势场法为基础引入附加控制力,航迹规划任务通过优化附加控制力实现.采用任务完成概率这一关于空间的客观物理量刻画势场,... 研究无人机穿越恶劣天气区域的航迹规划问题.充分考虑无人机飞行过程中可能遭遇的恶劣天气,并建立数学模型.以人工势场法为基础引入附加控制力,航迹规划任务通过优化附加控制力实现.采用任务完成概率这一关于空间的客观物理量刻画势场,从而解除了过去建立势场的苛刻要求.仿真结果表明所提出的方法能有效完成恶劣天气条件下的无人机航迹规划任务,同时,继承了传统人工势场法的优点,改善其容易陷入局部极值、势场的建立缺乏实际意义的固有缺陷. 展开更多

关键词 无人机 航迹规划 人工势场法 恶劣天气

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移动背景下的运动目标跟踪 被引量：8

20

作者 梅跃松 于剑桥 陈曦 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期757-761,共5页

运动目标跟踪在工业过程控制、医学研究、成像制导等领域具有重要的实用价值。目前的研究多基于背景静止的情况,对背景发生移动的情况研究较少。提出了一套完整的移动背景下的目标跟踪算法,首先使用基于互信息的方法配准序列图像的背景... 运动目标跟踪在工业过程控制、医学研究、成像制导等领域具有重要的实用价值。目前的研究多基于背景静止的情况,对背景发生移动的情况研究较少。提出了一套完整的移动背景下的目标跟踪算法,首先使用基于互信息的方法配准序列图像的背景,然后使用差分的方法进行运动区域检测,并将其与图像分割技术相结合,得到目标跟踪模板。目标的跟踪基于Kalman滤波的预测,其匹配过程仍基于互信息理论,实验结果证明:该算法具有较高的计算效率和准确性,应用前景广泛。 展开更多

关键词 目标跟踪 互信息 图像分割 卡尔曼滤波

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