带有避障约束的分布式导弹编队饱和控制器设计

1

作者 吴险峰 陈宝文 孙经广 《航天控制》 CSCD 2024年第2期3-9,共7页

对带有外界干扰、输入受限、规划航路存在未知障碍物情形下的导弹编队控制问题进行了研究。首先,基于导弹非线性动力学模型,通过定义位置、速度误差变量,建立了考虑外界干扰的绝对误差导弹编队控制模型。其次,在提出基于避障势函数和双... 对带有外界干扰、输入受限、规划航路存在未知障碍物情形下的导弹编队控制问题进行了研究。首先,基于导弹非线性动力学模型,通过定义位置、速度误差变量,建立了考虑外界干扰的绝对误差导弹编队控制模型。其次,在提出基于避障势函数和双曲正切函数非线性滑模面的基础上,利用自适应技术和抗饱和辅助系统,设计了自适应抗饱和鲁棒导弹编队避障控制器。最后,借助Lyapunov稳定性理论证明了所设计系统状态为渐近稳定的,并通过数字仿真验证了所设计控制策略的有效性。 展开更多

关键词 导弹编队 避障控制 输入饱和 滑模控制

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综合减摇系统参数配置研究 被引量：4

2

作者 于立君 孟祥振 +1 位作者 金鸿章 孙经广 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期13-21,共9页

分析了减摇鳍和被动式减摇水舱对综合减摇效果的影响,为实船装备综合减摇装置提供理论依据。通过分析减摇鳍、被动式减摇水舱及船舶航速等参数的变化,得到不同参数对综合减摇效果的影响。结果表明,装备综合减摇装置后,减摇鳍和被动式减... 分析了减摇鳍和被动式减摇水舱对综合减摇效果的影响,为实船装备综合减摇装置提供理论依据。通过分析减摇鳍、被动式减摇水舱及船舶航速等参数的变化,得到不同参数对综合减摇效果的影响。结果表明,装备综合减摇装置后,减摇鳍和被动式减摇水舱参数直接影响系统的两个谐摇频率,通过对两种减摇装置参数的合理配置,实现资源优化利用,有效提高综合减摇系统的减摇效率。 展开更多

关键词 减摇鳍 减摇水舱 综合减摇 参数配置 减摇效率

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综合减摇系统耦合分析方法研究 被引量：2

3

作者 于立君 孙经广 +1 位作者 张津 金鸿章 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期49-57,共9页

对船舶综合减摇系统耦合机理进行分析,有利于综合减摇系统控制器设计及参数优化配置。为寻求综合减摇系统中鳍和水舱耦合影响效果,提出把装备被动水舱的船舶横摇角之差折算为等效波倾角,利用减摇前后波倾角幅值变化来获得减摇水舱对船... 对船舶综合减摇系统耦合机理进行分析,有利于综合减摇系统控制器设计及参数优化配置。为寻求综合减摇系统中鳍和水舱耦合影响效果,提出把装备被动水舱的船舶横摇角之差折算为等效波倾角,利用减摇前后波倾角幅值变化来获得减摇水舱对船舶横摇影响。并将此变化量嵌入到Fluent UDF自定义函数中,利用编程模拟在船舶-被动式减摇水舱作用下减摇鳍周围流场变化状况,并获得鳍表面压力分布图。通过仿真模拟考察了不同条件下鳍和水舱的耦合效应,为综合减摇系统参数配置及控制器优化提供理论依据。 展开更多

关键词 综合减摇系统 耦合方法分析 Fluent模拟仿真

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广义预测算法在综合减摇系统控制器设计中的应用 被引量：2

4

作者 于立君 孙经广 +1 位作者 刘繁明 金鸿章 《船舶工程》 北大核心 2013年第6期76-79,83,共5页

在综合减摇系统中,由于变量间耦合因素的存在,往往会导致系统达不到最佳控制状态。基于广义预测算法具有自适应、鲁棒性强等优点,将其应用到综合减摇系统控制器设计中,不仅可降低系统内在耦合作用,还能消除因外界随机干扰产生的不利影... 在综合减摇系统中,由于变量间耦合因素的存在,往往会导致系统达不到最佳控制状态。基于广义预测算法具有自适应、鲁棒性强等优点,将其应用到综合减摇系统控制器设计中,不仅可降低系统内在耦合作用,还能消除因外界随机干扰产生的不利影响。为验证该算法的有效性,对嵌入广义预测算法的控制模型进行跟踪特性分析,并对系统横摇角进行仿真,结果表明基于广义预测算法的控制器具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 综合减摇系统 控制器设计 广义预测算法

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高超声速飞行器有限时间饱和跟踪控制 被引量：12

5

作者 孙经广 宋申民 +1 位作者 陈海涛 李学辉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1349-1360,共12页

针对高超声速飞行器纵向模型存在外界干扰和模型参数不确定性情形下的有限时间跟踪问题进行了研究分析.针对外界干扰上界已知,基于快速积分滑模理论,设计了有限时间快速积分滑模控制器.当外界干扰上界未知时,结合具有低通滤波器性能的... 针对高超声速飞行器纵向模型存在外界干扰和模型参数不确定性情形下的有限时间跟踪问题进行了研究分析.针对外界干扰上界已知,基于快速积分滑模理论,设计了有限时间快速积分滑模控制器.当外界干扰上界未知时,结合具有低通滤波器性能的自适应算法,通过引入辅助系统设计了实际有限时间自适应快速积分滑模控制器,能够处理输入饱和问题.对所设计的两个控制器利用李雅普诺夫理论给出了严格理论证明,得到整个闭环系统分别为有限时间稳定的、实际有限时间稳定的,并能够保证系统其它状态变量在较短的时间内趋于稳态值.对不同类型参考信号进行了数字仿真,进一步验证了所设计两个控制器的有效性和鲁棒性. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 有限时间跟踪控制 积分滑模控制 自适应控制 输入饱和

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考虑通信延迟的多导弹协同分布饱和控制器 被引量：5

6

作者 陈宝文 孙经广 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第6期1223-1228,共6页

针对考虑外界干扰、通信时滞和输入饱和情形下的多导弹协同编队控制问题进行了研究。首先,给出带有外界干扰和输入饱和的多导弹编队系统控制模型。其次,基于有向图拓扑结构和新型非奇异终端滑模面,利用自适应技术和辅助系统设计了抗饱... 针对考虑外界干扰、通信时滞和输入饱和情形下的多导弹协同编队控制问题进行了研究。首先,给出带有外界干扰和输入饱和的多导弹编队系统控制模型。其次,基于有向图拓扑结构和新型非奇异终端滑模面,利用自适应技术和辅助系统设计了抗饱和的自适应多导弹协同编队控制器。最后,通过Lyapunov稳定性理论表明系统状态为渐近稳定的,并通过模拟仿真验证了所设计控制策略的有效性。 展开更多

关键词 导弹编队 协同控制 通信延迟 输入饱和 滑模控制

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拦截高速机动目标的自适应积分滑模饱和制导律 被引量：2

7

作者 陈宝文 孙经广 《航天控制》 CSCD 北大核心 2022年第5期8-14,共7页

针对拦截高速机动目标的三维制导问题进行了研究分析。首先,根据前向制导方式,建立了拦截高速机动目标的三维前向制导模型。其次,基于具有自适应增益的积分滑模面和自适应算法设计了自适应积分滑模三维制导律。再次,基于辅助系统,设计... 针对拦截高速机动目标的三维制导问题进行了研究分析。首先,根据前向制导方式,建立了拦截高速机动目标的三维前向制导模型。其次,基于具有自适应增益的积分滑模面和自适应算法设计了自适应积分滑模三维制导律。再次,基于辅助系统,设计了抗饱和的自适应积分滑模三维制导律。最后,利用李雅普诺夫稳定性理论对所设计的2种三维制导策略进行了稳定性证明,通过数字仿真验证了方案的有效性。 展开更多

关键词 饱和制导律 输入受限 积分滑模控制 自适应控制

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考虑自动驾驶仪二阶动态与输入受限的制导律设计

8

作者 王立晶 金伟志 孙经广 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期511-517,共7页

在输入受限情形下,为了提高导弹拦截机动目标的拦截概率和毁伤效果,首先,建立了同时考虑攻击角约束、输入受限和导弹自动驾驶仪二阶动态特性的制导系统模型。其次,基于动态面技术、低通滤波器和自适应技术,设计了满足攻击角约束、输入... 在输入受限情形下,为了提高导弹拦截机动目标的拦截概率和毁伤效果,首先,建立了同时考虑攻击角约束、输入受限和导弹自动驾驶仪二阶动态特性的制导系统模型。其次,基于动态面技术、低通滤波器和自适应技术,设计了满足攻击角约束、输入受限和自动驾驶动态特性的自适应动态面制导律,通过引入辅助系统和新型自适应算法,不仅满足执行器物理受限的要求,同时也保证了自适应参数在系统动态过程中的有界性。最后,利用李雅普诺夫理论对整个闭环系统的稳定性给出了严格的理论证明,仿真获得的脱靶量和拦截时间分别为0.831 m和16.375 s,仿真结果表明所提出制导策略的有效性。 展开更多

关键词 制导律 输入受限 自动驾驶仪二阶动态特性 动态面控制

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考虑自动驾驶仪与角度约束的制导律设计

9

作者 陈宝文 孙经广 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第3期559-564,共6页

以末端拦截高机动目标为背景,针对带有攻击角约束和自动驾驶仪动态特性情形下的二维平面制导问题进行了研究分析。在提出固定时间终端滑模面基础上,通过自适应算法在线估计干扰的上界值,针对带有攻击角约束和自动驾驶仪动态特性的制导... 以末端拦截高机动目标为背景,针对带有攻击角约束和自动驾驶仪动态特性情形下的二维平面制导问题进行了研究分析。在提出固定时间终端滑模面基础上,通过自适应算法在线估计干扰的上界值,针对带有攻击角约束和自动驾驶仪动态特性的制导系统模型设计了自适应终端滑模制导律,使得系统状态在有限时间内趋于零附近任意小的区域。利用李雅普诺夫理论对所设计制导策略给出了严格的稳定性证明,仿真结果验证了所提制导方案的有效性。 展开更多

关键词 导弹 自动驾驶仪延迟 制导律 自适应控制 滑模控制

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带有落角约束的反舰导弹自适应饱和制导律设计 被引量：4

10

作者 孙经广 孟庆鹏 李传明 《指挥控制与仿真》 2020年第3期118-122,共5页

以反舰导弹攻击舰艇目标为背景,针对考虑导弹自动驾驶仪动态特性、落角约束和输入受限等情形的末制导问题进行了研究分析。在建立具有动态延迟特性的制导系统模型的基础上,通过将落角约束转化为期望视线角约束,基于终端滑模控制理论、... 以反舰导弹攻击舰艇目标为背景,针对考虑导弹自动驾驶仪动态特性、落角约束和输入受限等情形的末制导问题进行了研究分析。在建立具有动态延迟特性的制导系统模型的基础上,通过将落角约束转化为期望视线角约束,基于终端滑模控制理论、辅助系统和自适应方法,设计了带有落角约束的抗饱和自适应滑模制导律。借助于李雅普诺夫理论对制导系统的稳定性进行了证明,并通过仿真验证了所设计制导策略的有效性。 展开更多

关键词 落角约束 滑模制导律 输入饱和 自适应控制

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考虑输入受限的航天器安全接近姿轨耦合控制 被引量：4

11

作者 武冠群 宋申民 孙经广 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1511-1520,共10页

针对存在外部扰动和输入受限的航天器安全接近的问题,当扰动上界未知时,基于积分滑模控制理论设计了抗饱和的有限时间自适应姿轨耦合控制器.控制器的设计过程中采用了新型的避碰函数限制追踪航天器运动区域进而保证接近过程中航天器的... 针对存在外部扰动和输入受限的航天器安全接近的问题,当扰动上界未知时,基于积分滑模控制理论设计了抗饱和的有限时间自适应姿轨耦合控制器.控制器的设计过程中采用了新型的避碰函数限制追踪航天器运动区域进而保证接近过程中航天器的安全性,同时通过辅助系统和自适应算法分别处理了输入受限和扰动上界未知.借助李雅普诺夫理论证明了在控制器的作用下系统状态在有限时间内收敛,且能够保证追踪航天器在实现航天器接近的过程中不与目标航天器发生碰撞.最后通过数字仿真进一步验证了所设计控制器的有效性. 展开更多

关键词 航天器安全接近 姿轨耦合控制 输入受限 避免碰撞 安全约束函数 滑模控制

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基于非线性函数的高超声速飞行器容错控制 被引量：3

12

作者 李传明 孙经广 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2019年第3期10-18,共9页

本文针对存在外部扰动、模型参数不确定性和执行器故障情形下的高超声速飞行器跟踪问题进行了研究分析。首先,引入辅助误差变量,将反馈线性模型转为带干扰的一般多变量二阶系统。其次,基于被动容错思想,通过引入一个新型的连续可微的非... 本文针对存在外部扰动、模型参数不确定性和执行器故障情形下的高超声速飞行器跟踪问题进行了研究分析。首先,引入辅助误差变量,将反馈线性模型转为带干扰的一般多变量二阶系统。其次,基于被动容错思想,通过引入一个新型的连续可微的非线性函数,采用自适应技术估计执行器故障信息,设计了自适应非线性故障容错控制器,并借助于Barbalat引理和李雅普诺夫理论对闭环系统的稳定性进行了证明。最后,对所设计的控制器进行模拟仿真,结果表明所设计的控制器具有强鲁棒性和容错能力。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 容错控制 跟踪控制 滑模控制

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