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非全姿态惯性平台射前陀螺仪误差系数标定及测漂回路转角变结构控制

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宇航学报 2009年第5期30卷 1919-1924页

作者：胡昌华董博郑建飞扈晓翔第二炮兵工程学院西安710025

为提高非全姿态惯性平台射前标定精度,增强方案可行性,提出了一种非全姿态惯性平台射前四位置标定方法,用单片机系统构造了平台转角控制与测漂回路,并通过离散变结构控制算法,使系统对于参数不确定性和平台稳定回路误差有了较强的抗干... 详细信息

为提高非全姿态惯性平台射前标定精度,增强方案可行性,提出了一种非全姿态惯性平台射前四位置标定方法,用单片机系统构造了平台转角控制与测漂回路,并通过离散变结构控制算法,使系统对于参数不确定性和平台稳定回路误差有了较强的抗干扰能力,平台快速准确地锁定在预设位置,最终标定出九项陀螺仪漂移系数和三个陀螺力矩器系数。仿真结果表明该方法使平台姿态角稳定时间缩短为原来的36%,漂移系数标定相对误差不超过2.4%。

关键词：非全姿态惯性平台射前标定变结构控制单片机

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状态反馈事件触发控制系统的分析与设计

西安交通大学学报 2016年第5期50卷 146-150,156页

作者：李国梁张合新周鑫扈晓翔惠俊军第二炮兵工程大学控制工程系西安710025 宝鸡市150信箱11分箱陕西宝鸡721013

针对线性系统状态反馈事件触发控制在工程应用中仅使用单一动态门限或静态门限存在Zeno现象的缺点,提出了动静门限相结合的事件触发机制。将闭环控制系统建模为脉冲系统模型,应用脉冲系统理论,导出了确保控制系统稳定的触发机制参数确... 详细信息

针对线性系统状态反馈事件触发控制在工程应用中仅使用单一动态门限或静态门限存在Zeno现象的缺点,提出了动静门限相结合的事件触发机制。将闭环控制系统建模为脉冲系统模型,应用脉冲系统理论,导出了确保控制系统稳定的触发机制参数确定定理,得到了便于实现触发机制门限参数设计的线性矩阵不等式条件。针对确保系统稳定的触发机制门限参数可在一个区间内选择的特点和静态门限分量大小影响系统稳态区域大小的特点,进一步提出了变门限触发机制,可使系统在稳态情况下自动将静态门限分量减小,显著减小稳定区域,提升事件触发控制的稳态性能,从而可实现精确控制。定量仿真表明,变门限触发机制可以在通信资源消耗量几乎相同的情况下将稳态范围缩小到固定门限方法的12.3%。

关键词：数字控制系统状态反馈事件触发控制触发机制变门限

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和声搜索粒子滤波视觉跟踪

哈尔滨工业大学学报 2018年第4期50卷 41-48页

作者：孙巧张胜修扈晓翔梅江元火箭军工程大学控制工程系西安710025 哈尔滨工业大学智能控制与系统研究所哈尔滨150001

为了降低粒子滤波精度对精确重要性采样函数的依赖性,提高粒子滤波的视觉跟踪效果,将和声搜索引入到粒子滤波框架中,提出了一种基于和声搜索的粒子滤波视觉跟踪算法.通过记忆考虑、基因变异、随机变异等和声搜索算子结合当前观测信息,... 详细信息

为了降低粒子滤波精度对精确重要性采样函数的依赖性,提高粒子滤波的视觉跟踪效果,将和声搜索引入到粒子滤波框架中,提出了一种基于和声搜索的粒子滤波视觉跟踪算法.通过记忆考虑、基因变异、随机变异等和声搜索算子结合当前观测信息,改善了粒子滤波视觉跟踪算法的重要性采样函数,增强了重要性采样函数对系统状态转移模型的鲁棒性.同时,对和声搜索参数进行了优化,平衡了视觉跟踪实时性和精确性的要求,并对粒子的权重进行了补偿,使其符合粒子滤波的理论基础贝叶斯估计.实验结果表明:优化的和声搜索参数,比常见参数更适合和声搜索粒子滤波;与基于粒子滤波、和声搜索、Mean-Shift改进的粒子滤波、分布场、多示例学习等视觉跟踪算法相比,和声搜索粒子滤波视觉跟踪算法能够在光线变化、遮挡等复杂场景下获得了更精确的视觉跟踪效果.和声搜索粒子滤波算法较好地结合当前观测与历史信息,获得鲁棒的视觉跟踪性能.

关键词：视觉跟踪粒子滤波和声搜索均值漂移状态转移

一种基于有限时间理论的抗饱和制导律设计方法

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宇航学报 2012年第2期33卷 175-182页

作者：郭杨姚郁王仕成杨宝庆扈晓翔哈尔滨工业大学控制与仿真中心哈尔滨150080 第二炮兵工程学院科研部西安710025 哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心哈尔滨150080

针对制导过程中一些状态可能进入饱和进而影响系统性能的问题,结合制导系统的特点,在有限时间理论框架下提出一种抗饱和制导律设计方法。首先以矩阵不等式的形式给出了保证有限时间有界且有限时间输入输出稳定的充分条件;而后在此基础... 详细信息

针对制导过程中一些状态可能进入饱和进而影响系统性能的问题,结合制导系统的特点,在有限时间理论框架下提出一种抗饱和制导律设计方法。首先以矩阵不等式的形式给出了保证有限时间有界且有限时间输入输出稳定的充分条件;而后在此基础上研究了基于有限时间理论的抗饱和制导律设计方法。此方法利用事先给定的有限时间区间和加权矩阵函数刻画系统的动态品质需求,同时能在理论上严格保证系统状态有界,仿真结果也表明在此方法设计的控制器作用下,系统能在有限时间内使视线角速率趋近于零,同时加速度亦不超过物理限制。

关键词：有限时间抗饱和制导输入输出稳定

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非全姿态惯性平台小角度射前自标定方法

宇航学报 2008年第1期29卷 192-196页

作者：胡昌华郑建飞李进扈晓翔第二炮兵工程学院西安710025

为实现非全姿态惯性平台全装弹状态下的射前自标定,提高导弹射击精度,提出了非全姿态惯性平台在小角度状态下射前自标定方法。通过对导弹飞行过程中平台的受力分析,确定了平台误差模型中产生漂移最主要的六项误差系数,设计了使平台转动... 详细信息

为实现非全姿态惯性平台全装弹状态下的射前自标定,提高导弹射击精度,提出了非全姿态惯性平台在小角度状态下射前自标定方法。通过对导弹飞行过程中平台的受力分析,确定了平台误差模型中产生漂移最主要的六项误差系数,设计了使平台转动到预设角度并自动锁定的控制电路,控制平台在初始和小角度倾斜两位置处锁定,使六项误差系数受到重力加速度的有效激励,最后利用构建的闭环力矩反馈回路进行测漂,分离出各误差系数。精度分析表明,标定精度能够很好地满足系统要求。与传统方法相比,该方案利用小角度倾斜状态实现三轴同时测漂,仅需平台在两个位置间转动一次,其自标定时间缩短为借助转台多位置标定时间的25%。

关键词：非全姿态惯性平台误差模型小角度自标定力矩反馈法

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摆动喷管电动伺服系统复合控制方法

电机与控制学报 2018年第4期22卷 113-120页

作者：方世鹏胡昌华扈晓翔武志辉火箭军工程大学控制工程系哈尔滨理工大学理学院

针对飞行器摆动喷管电动伺服系统在低气压高温升条件下的控制问题,提出一种复合控制方法。基于LuGre模型对伺服系统的复杂负载力矩进行建模,利用状态观测器和两个dual观测器推导出负载力矩参数自适应律,以期实现对负载力矩随外界条件变... 详细信息

针对飞行器摆动喷管电动伺服系统在低气压高温升条件下的控制问题,提出一种复合控制方法。基于LuGre模型对伺服系统的复杂负载力矩进行建模,利用状态观测器和两个dual观测器推导出负载力矩参数自适应律,以期实现对负载力矩随外界条件变化时的拟合。采用自适应反步终端滑模算法,负载力矩估计值进行虚拟力矩补偿,同时解决控制电压与力矩干扰之间不匹配、电机电压扰动及参数变化的问题,理论分析证明所提控制算法对于匹配及非匹配不确定性都具备鲁棒性,能够保证跟踪误差最终一致有界。最后通过仿真及实验,验证了所提方法的有效性。

关键词：摆动喷管永磁同步电机负载建模自适应滑模反步法

控制方向未知的输入受限非线性系统自适应模糊反步控制

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系统工程与电子技术 2016年第9期38卷 2149-2155页

作者：王永超张胜修曹立佳扈晓翔火箭军工程大学自动控制工程系陕西西安710025

针对一类输入受限控制方向未知的非线性系统,提出一种基于Lipschitz条件的自适应模糊反步控制器的设计方法。在控制器的设计过程当中,通过变换系统形式和采用Butterworth低通滤波器解决控制方向未知的问题;采用模糊系统对不确定非线性... 详细信息

针对一类输入受限控制方向未知的非线性系统,提出一种基于Lipschitz条件的自适应模糊反步控制器的设计方法。在控制器的设计过程当中,通过变换系统形式和采用Butterworth低通滤波器解决控制方向未知的问题;采用模糊系统对不确定非线性函数进行在线逼近;利用双曲正切函数和Nussbaum函数对系统输入饱和函数进行处理;将动态面法与反步法相结合解决"计算膨胀"的问题。运用Lyapunov理论分析证明设计的控制律能够使闭环系统所有信号半全局一致有界(semi-globally uniformly ultimately bounded,SGUUB)。该方法的有效性在一类通用的高超声速飞行器的攻角控制仿真中得到了验证。

关键词：输入受限非线性系统自适应模糊反步法高超声速飞行器

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基于切换滑模控制的抖振抑制方法

控制与决策 2017年第7期32卷 1210-1216页

作者：方世鹏胡昌华扈晓翔李红增火箭军工程大学控制工程系西安710025

针对一类复合干扰有界的不确定仿射非线性系统,提出一种切换滑模控制方法.首先利用3条滑模面将系统扩展动态空间划分为3个子空间,其中两个子空间组成滑动区,通过设计合适的切换规则和滑模切换增益,可以使滑动区满足到达条件和滑动条件,... 详细信息

针对一类复合干扰有界的不确定仿射非线性系统,提出一种切换滑模控制方法.首先利用3条滑模面将系统扩展动态空间划分为3个子空间,其中两个子空间组成滑动区,通过设计合适的切换规则和滑模切换增益,可以使滑动区满足到达条件和滑动条件,同时能够减小控制律不连续出现的区域和增益大小.为了增加设计的灵活性,给出一种可行设计方法.仿真实验结果表明,切换滑模控制方法在抑制抖振的同时具有较高的控制精度.

关键词：滑模控制抖振抑制切换滑模控制不连续增益

输入受限的非线性系统自适应模糊backstepping控制

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控制理论与应用 2015年第12期32卷 1669-1675页

作者：王永超张胜修曹立佳扈晓翔第二炮兵工程大学自动控制工程系陕西西安710025

针对一类输入受限的非线性系统,提出了一种自适应模糊backsteppig控制器的设计方法.在控制器的设计过程当中,采用模糊系统对不确定非线性函数在线逼近;利用双曲正切函数和Nussbaum函数对系统输入饱和函数进行处理;将动态面法与backstepp... 详细信息

针对一类输入受限的非线性系统,提出了一种自适应模糊backsteppig控制器的设计方法.在控制器的设计过程当中,采用模糊系统对不确定非线性函数在线逼近;利用双曲正切函数和Nussbaum函数对系统输入饱和函数进行处理;将动态面法与backstepping法相结合解决"计算膨胀"的问题.通过Lyapunov理论分析证明了所设计的控制器能够使闭环系统所有信号半全局一致有界(SGUUB).最后应用于高超声速飞行器的攻角跟踪控制中,仿真结果表明该方法的有效性.

关键词：输入受限非线性系统自适应模糊控制 backstepping 高超声速飞行器