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复合控制火箭弹脉冲点火算法研究

弹道学报 2012年第4期24卷 27-30页

作者：刘鹏云孙瑞胜李伟明南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

制导火箭弹在稀薄大气条件下气动舵的控制效率很低,为提高火箭弹高空飞行的控制性能,研究了气动舵/脉冲火箭复合控制中的脉冲点火算法,分析了脉冲发动机组合点火以及差动舵控制脉冲合力方向的特性,提出了一种基于控制指令分解的新型脉... 详细信息

制导火箭弹在稀薄大气条件下气动舵的控制效率很低,为提高火箭弹高空飞行的控制性能,研究了气动舵/脉冲火箭复合控制中的脉冲点火算法,分析了脉冲发动机组合点火以及差动舵控制脉冲合力方向的特性,提出了一种基于控制指令分解的新型脉冲点火控制方法.仿真表明,采用该脉冲点火方法所产生的直接力能够使弹体快速跟踪指令过载,提高了火箭弹的过载响应速度,改善了高空飞行时的动态性能.该方法结构简单,计算量小,为火箭弹直接力/气动力复合控制技术提供了参考.

关键词：火箭弹脉冲控制复合控制器组合点火算法

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EKF与UKF的性能比较及应用

南京理工大学学报 2015年第5期39卷 614-618页

作者：张文孙瑞胜南京理工大学泰州科技学院江苏泰州225300 南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

该文分析了扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)的基本原理和特点,并以跟踪系统和捷联惯导系统(SINS)的动基座对准为对象,分别采用这两种算法对其进行了仿真。仿真结果表明,UKF的滤波精度高于EKF,说明对于强非线性系统,UKF比EKF... 详细信息

该文分析了扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)的基本原理和特点,并以跟踪系统和捷联惯导系统(SINS)的动基座对准为对象,分别采用这两种算法对其进行了仿真。仿真结果表明,UKF的滤波精度高于EKF,说明对于强非线性系统,UKF比EKF具有更强的优越性,可以广泛应用在目标跟踪系统和航天航空领域。

关键词：非线性滤波扩展卡尔曼滤波无迹卡尔曼滤波

基于DSP+FPGA的高动态GPS信号载波环路设计

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南京理工大学学报 2010年第1期34卷 75-79页

作者：胡锐薛晓中孙瑞胜段笑菊南京理工大学动力工程学院江苏南京210094

为了提高动态环境下捕获、跟踪GPS信号的环路性能,通过分析环路逻辑时序、参数和高动态下多普勒频移的变化特性,使用高阶、宽带宽的跟踪环路,设计了一种基于DSP+FPGA的载波捕获、跟踪方法。利用现场可编程门阵列(FPGA)对信号进行傅里叶... 详细信息

为了提高动态环境下捕获、跟踪GPS信号的环路性能,通过分析环路逻辑时序、参数和高动态下多普勒频移的变化特性,使用高阶、宽带宽的跟踪环路,设计了一种基于DSP+FPGA的载波捕获、跟踪方法。利用现场可编程门阵列(FPGA)对信号进行傅里叶变换,实现载波的快速初捕和二次精捕,同时利用数字信号处理器(DSP)实现具有自动调整功能的二阶频率锁定环路的辅助三阶Costas-PLL载波跟踪环,使得环路具有抗高动态性能的同时仍拥有较高的跟踪精度。仿真实验表明:该方案能实现高动态下载波信号的快速捕获与精确跟踪。

关键词：高动态全球定位系统信号载波捕获载波跟踪频率锁定环路 Costas-PLL

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多脉冲导弹可达域优化方法设计与分析

国防科技大学学报 2016年第1期38卷 143-149页

作者：明超孙瑞胜梁卓白宏阳南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 中国运载火箭技术研究院北京100076

为了更合理地制定导弹的战术指标和作战任务规划,对多脉冲导弹可达域进行研究。通过引入加权的纵程和横程的组合性能指标函数,将可达域的优化问题转化为最优控制问题,建立以飞行攻角和侧滑角为双优化设计变量的多阶段多约束优化模型,采... 详细信息

为了更合理地制定导弹的战术指标和作战任务规划,对多脉冲导弹可达域进行研究。通过引入加权的纵程和横程的组合性能指标函数,将可达域的优化问题转化为最优控制问题,建立以飞行攻角和侧滑角为双优化设计变量的多阶段多约束优化模型,采用hp自适应伪谱法对其进行求解,并着重分析多脉冲导弹发动机参数和终端约束条件对导弹可达域的影响。仿真结果表明,hp自适应伪谱法能有效解决多阶段多约束的多脉冲导弹可达域优化问题,且多脉冲导弹脉冲发动机时间间隔越小,推力比越大,装药比越小,导弹的可达域越大,相比于终端速度对可达域的影响,终端弹道倾角对可达区域的影响较小。

关键词：多脉冲导弹可达域优化 hp自适应伪谱法发动机参数终端约束

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改进的导弹半实物仿真跟踪微分器设计

国防科技大学学报 2017年第5期39卷 68-73页

作者：明超孙瑞胜白宏阳祝刚南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

为了抑制三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声对导弹半实物仿真系统性能的影响,研究并设计了一种改进的跟踪微分器进行相位补偿和滤波。基于传统跟踪微分器的工作原理,设计三轴转台输出信号跟踪的基本结构,分析其在输入信号存在噪声时,... 详细信息

为了抑制三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声对导弹半实物仿真系统性能的影响,研究并设计了一种改进的跟踪微分器进行相位补偿和滤波。基于传统跟踪微分器的工作原理,设计三轴转台输出信号跟踪的基本结构,分析其在输入信号存在噪声时,由于经过传统的跟踪微分器获取微分信号使得噪声强度放大,致使跟踪信号存在振荡的现象。在此基础上,提出一种将微分跟踪器产生的微分信号再串联一个跟踪微分器的相位超前补偿器设计方法,以滤除由于输入信号噪声引起的信号污染,进而消除输出信号的振荡问题。以某导弹半实物仿真系统三轴转台输出信号存在相位延迟和噪声的现象为算例,通过与超前校正方法对比研究,进行了系统仿真验证。仿真结果表明,改进相位超前补偿器能有效地提取姿态角速度信号,具有良好的滤波和相位超前补偿性能,进而证明了其在导弹半实物仿真试验应用的正确性和有效性。

关键词：跟踪微分器三轴转台半实物仿真相位延迟和噪声相位超前补偿器

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低速巡飞器倾斜转弯鲁棒反演控制律设计

兵工学报 2018年第3期39卷 494-501页

作者：王娜孙瑞胜杨智刚傅健南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094

针对低速巡飞器倾斜转弯非线性控制系统存在耦合、不确定项的特点,设计了一种倾斜转弯(BTT)鲁棒反演控制律。将巡飞器的动力学模型写成适用于反演算法的块控模型,假设其由标称模型与不确定项组成,利用微积分学中的Leibniz法则推导不确... 详细信息

针对低速巡飞器倾斜转弯非线性控制系统存在耦合、不确定项的特点,设计了一种倾斜转弯(BTT)鲁棒反演控制律。将巡飞器的动力学模型写成适用于反演算法的块控模型,假设其由标称模型与不确定项组成,利用微积分学中的Leibniz法则推导不确定项。采用反演算法推导控制律的基本形式,并通过改进的符号函数抵消非匹配不确定项,利用Lyapunov理论重新设计技术补偿匹配不确定项。仿真结果表明,与传统反演法相比,该系统能够快速、准确地跟踪攻角、侧滑角、倾斜角参考指令,具有强鲁棒性。

关键词：巡飞器倾斜转弯鲁棒反演算法非匹配不确定项

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变后掠翼航弹滑翔弹道优化设计

弹道学报 2012年第2期24卷 6-9页

作者：李伟明孙瑞胜吴军基刘鹏云南京理工大学能源与动力工程学院南京210094

为增强变后掠翼航弹的滑翔能力,研究了一种变后掠翼航弹的滑翔弹道优化设计问题.分析了变后掠翼航弹的气动特性,将弹道优化问题转化为最优控制问题,利用最小值原理,推导了滑翔段飞行距离最大的必要条件,在此基础上采用粒子群算法对攻角... 详细信息

为增强变后掠翼航弹的滑翔能力,研究了一种变后掠翼航弹的滑翔弹道优化设计问题.分析了变后掠翼航弹的气动特性,将弹道优化问题转化为最优控制问题,利用最小值原理,推导了滑翔段飞行距离最大的必要条件,在此基础上采用粒子群算法对攻角及后掠角进行寻优,形成了一种基于攻角与后掠角双变量控制的弹道优化设计方法.数值仿真算例表明,在满足状态方程约束的条件下,双变量比固定外形和常规单变量控制的航弹射程显著提高,寻优结果符合气动特性分布规律,通过最优控制和粒子群算法优化弹道的方法是可行的.

关键词：弹道优化变后掠翼粒子群算法最优控制

倾斜转弯小直径炸弹鲁棒自动驾驶仪设计(英文)

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中国惯性技术学报 2010年第2期18卷 154-159,164页

作者：孙瑞胜薛晓中刘鹏云南京理工大学动力工程学院南京210094

针对倾斜转弯(BTT)控制模式决定了小直径炸弹是一个强耦合非线性不确定时变系统的特点,研究了其自动驾驶仪的鲁棒设计问题。将小直径炸弹俯仰、偏航、滚转通道之间的耦合视作不确定干扰,基于H∞控制理论,采用双回路方法设计了自动驾驶仪... 详细信息

针对倾斜转弯(BTT)控制模式决定了小直径炸弹是一个强耦合非线性不确定时变系统的特点,研究了其自动驾驶仪的鲁棒设计问题。将小直径炸弹俯仰、偏航、滚转通道之间的耦合视作不确定干扰,基于H∞控制理论,采用双回路方法设计了自动驾驶仪,即采用LQR设计方法作为内回路,以确保炸弹确定性模型部分的控制效果;H∞/混合灵敏度控制作为外回路,以抑制通道之间耦合干扰,增强系统的鲁棒性能,并分析了系统的动态跟踪性能和对全弹道上参数扰动的鲁棒性能。6DOF弹道仿真结果表明炸弹BTT控制性能和鲁棒性能良好,满足设计指标要求。其研究方法可为小直径炸弹BTT控制系统的工程应用提供参考。

关键词：自动驾驶仪倾斜转弯小直径炸弹双回路控制鲁棒控制

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脉冲修正弹控制参数粒子群优化算法

国防科技大学学报 2016年第4期38卷 159-163页

作者：孙瑞胜洪侨陈晋璋孙传杰南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 中国工程物理研究院结构力学所四川绵阳621900

针对脉冲修正弹自身控制离散不连续特征,开展脉冲修正弹脉冲控制参数优化设计方法研究。考虑到脉冲成本和精度的双重要求,选择以脉冲发动机工作次数和脱靶量最少为双目标的函数。在风干扰条件下,提出以脉冲控制时间间隔为离散脉冲控制... 详细信息

针对脉冲修正弹自身控制离散不连续特征,开展脉冲修正弹脉冲控制参数优化设计方法研究。考虑到脉冲成本和精度的双重要求,选择以脉冲发动机工作次数和脱靶量最少为双目标的函数。在风干扰条件下,提出以脉冲控制时间间隔为离散脉冲控制参数设计变量建立优化模型,以此发展一种改进型递减惯性权重粒子群优化脉冲控制参数的方法,提高修正参数优化收敛速度。仿真结果表明:该算法能快速有效地获得最优解,为在干扰条件下寻找最优的脉冲修正参数和脉冲工作方式提供一种优化设计思路。

关键词：脉冲修正弹离散化优化设计粒子群算法