新型变滑面导弹控制系统的设计

新型变滑面导弹控制系统的设计

一、新型变滑面导弹控制系统设计(论文文献综述)

程国峰[1](2019)在《电动舵机系统设计与仿真试验研究》文中进行了进一步梳理电动舵机系统是复杂的高精度位置伺服系统,用于制导武器飞行姿态的控制,直接影响武器性能。作为制导武器制导控制系统的执行机构,电动舵机系统及其折叠翼舵的设计与试验,对小型及内埋挂载型制导武器的研制有着重要的意义。本文以电动舵机系统及其折叠翼舵为研究对象,开展电动舵机系统及折叠翼舵的设计,并对该系统在实际使用环境下的工作情况进行模拟试验研究。主要研究工作如下:1.以制导武器应用为背景,分析电动舵机系统及折叠翼舵的主要功能要素,进行电动舵机系统,包括电机、减速机构等部件的设计,以及折叠翼舵,包括翼张机构、锁止机构、能源装置等部件的设计;2.分析本电动舵机系统的特性,建立舵机系统各主要部分的数学模型,求解传递函数,推导得出整个电动舵机系统的数学模型,对电动舵机系统进行静、动态性能的仿真测试分析以及控制参数设计,通过特性分析验证舵机系统的基本性能指标;3.开展了电动舵机系统及折叠翼舵的模拟环境试验研究。通过模拟环境试验测试,分析了电动舵机系统与折叠翼舵在高温、低温、应力模拟试验环境下工作情况,探讨了低温环境下电动舵机系统性能影响因素,对电动舵机系统进行了设计改进,提高了系统性能。

杨春秋[2](2019)在《滚珠丝杠电动舵机系统建模及观测补偿控制》文中研究说明本文以航弹舵机控制项目为应用背景,设计滚珠丝杠电动舵机系统,并对该系统进行数学建模及仿真。以经典鲁棒控制理论及现代滑模控制理论为基础,考虑舵机系统工作中存在的模型不确定性和外界扰动对系统的稳定性和性能影响,研究了电动舵机系统鲁棒观测补偿控制及滑模观测补偿控制。本文的主要工作包括以下几个方面:1.以航弹舵机控制项目为应用背景,根据所提的电动舵机技术指标要求进行滚珠丝杠电动舵机系统,包括舵机减速传动机构、永磁直流伺服电机、反馈电位器等部件的设计;2.简要分析舵机系统样机特性,建立舵机系统各部分的数学模型,求解传递函数,串联舵机各环节以推导得出全电动舵机系统数学模型。设计不完全微分PID控制器,分别进行静、动态性能的仿真测试分析,验证基本控制器良好的控制性能;3.基于鲁棒控制基本理论设计电动舵机鲁棒观测补偿控制。对电动舵机伺服鲁棒控制方法进行研究:分析电动舵机系统不确定性和系统参数灵敏度,给出参数对系统稳定性影响大小的结论;设计鲁棒观测补偿控制器,并对负载扰动的抑制效果进行分析。通过对比仿真不同形式指令信号及外部负载条件下鲁棒控制效果,验证鲁棒观测补偿控制方法的有效性。舵机系统采用鲁棒观测补偿控制策略虽然能够对干扰力矩进行抑制,但仍存在慢收敛速度、弱抗扰性等不足,因此进一步对舵机系统的滑模观测补偿控制方案进行研究;4.针对鲁棒观测补偿控制方法存在的调节速度较慢、系统动态响应振荡较为剧烈等不足,对电动舵机伺服系统滑模观测补偿控制进行研究:基于时频域分析比较将传统电动舵机三阶模型降阶为面向控制的二阶系统;设计有限时间收敛串联滑模观测补偿器,实现对电动舵机系统模型误差的高精度快速观测。通过对比仿真充分验证了滑模观测补偿控制方法的优异性能。

赖明峰[3](2017)在《高动态电动舵机的研究》文中研究指明高动态电动舵机控制系统是一种较为复杂的伺服系统,在控制性能要求上较高,特别是对位置控制精度的要求更为严格,高动态电动舵机不仅在位置控制精度上要高,对舵系统的快速性能也同样重要。本文根据舵系统的性能要求以及其自身特点,设计了一套完整的舵控制系统,并对该控制系统进行了研究。首先介绍了舵系统的组成结构及其工作原理,根据各组成部分的工作原理,建立了相应的数学模型,依据舵系统的工作过程,通过MATLABSIMULINK平台进行模型搭建,为后面不同控制器下舵系统控制研究奠定基础。课题中详细介绍了无刷直流电机的组成与工作原理,无刷直流电机是继有刷直流电机后的一种新型的永磁直流电机,对于永磁无刷直流电机抛弃了守旧的有接触换向的理念,而是通过位置传感器与电子换向器来实现这种无接触换向的,这种无接触换向给系统的性能有很大的提高,并且还有调速性能、控制性能好、转动力矩大、调速范围宽、效率高、运行平稳等特点。本文重点分析了在两种不同控制器下舵系统响应速度与跟踪效果。首先介绍了传统的PID控制,这种控制方法的优点是原理简单、使用方便,且这种方法相对来说比较成熟,在控制精度要求不是很高的系统中应用较为广泛,缺点是受外界干扰及被控对象参数变化影响较大;根据PID控制可以发现其性能上存在不足之处,从而设计了另一种控制器,即滑模变结构控制,这种控制器对外界干扰及被控对象参数变化影响较小,所以有效的解决了舵系统的抖动问题,但是这也是在理论的情况下才可以实现,其实滑模变结构控制也有其不足之处,由于其自身的性质的原因也会出现抖振的情况,在本文中做了详细的介绍。在硬件的设计上,本文所使用的是TI公司生产的DSP-TMS320F2812芯片作为控制器核心,其中,硬件设计部分包括:驱动电路、三相逆变电路、光电隔离电路、通信接口电路等。通过对硬件的调试,观察PID控制器与滑模变结构控制器下舵系统的性能。

王嫡[4](2017)在《基于滑模变结构控制的弹道导弹姿态控制研究》文中研究说明弹道导弹在现代战争中正发挥着不可替代的作用,是军队重要的军事武器。自弹道导弹诞生以来,各个国家都在致力于弹道导弹的研究,以提高其战术技术性能。本课题研究对象为弹道导弹飞行姿态控制系统,是非线性、时变、强耦合系统。导弹在全程飞行中,其参数变化很大,且存在随机干扰和系统未建模等动态特性。滑模变结构控制由于其具有优越的鲁棒性,经过了几十年的发展,它已经具有完备的理论基础,同时也广泛应用于各项工程领域。滑模变结构控制的设计包含两个方面:一是滑模面的设计需要保证系统状态在滑模面上可以滑动到期望点,二是要保证控制律的设计能够使得系统状态可以被吸引到滑模面上。本文基于滑模变结构控制技术对弹道导弹的姿态控制问题进行研究。主要研究工作如下:首先,在深入分析弹道导弹姿态运动的基础上,将复杂的导弹姿态运动方程分解成三个简单的子系统,即俯仰通道子系统、偏航通道子系统和滚转通道子系统,针对三个子系统分别设计滑模变结构控制器,然后,将设计的控制器进行控制仿真,仿真结果验证了滑模变结构控制算法的有效性。其次,为解决导弹姿态控制中的全局鲁棒性问题,针对三个子系统分别进行全程滑模控制器设计,将所设计的控制器进行仿真,并将仿真结果与一般滑模控制器的仿真结果进行比较,结果显示了全程滑模控制器的优越性。再次,为解决跟踪响应速度问题,针对三个子系统分别进行反步滑模控制器设计,将所设计的控制器进行仿真,并将仿真结果与一般滑模控制器和全程滑模控制器的仿真结果进行比较,结果显示了反步滑模控制器在响应速度上的优越性。最后,对本文所做工作进行总结,并指出有待进一步研究的方向。

巩轶男[5](2016)在《升力式再入飞行器轨迹优化与制导技术研究》文中研究说明升力式再入飞行器以远距离打击、高突防能力等显着特点,逐渐成为研究的热点,本文旨在解决飞行器滑翔段轨迹优化与制导设计关键问题,开展弹道优化技术研究与再入段制导律研究。主要研究内容包含以下两方面:第一,开展飞行器多约束下的轨迹优化技术研究:本文针对三维空间的打击任务,建立半速度坐标系下的六自由度再入运动方程。考虑飞行器滑翔飞行的任务需求以及飞行器轨迹设计的约束条件,包括动压、过载、热流及拟平衡滑翔等过程约束、终端约束以及控制量约束,确定飞行器安全再入走廊变界。建立升力式飞行器滑翔段轨迹优化问题数学描述,开展基于高斯伪谱法的轨迹优化研究,分别计算得到了满足最大射程、平衡滑翔约束条件下的最优弹道,并对飞行器飞行性能进行了分析。为提高弹道优化效率,采用规划与优化相结合的思想,针对带有固定末速的轨迹优化问题开展研究。利用贝塞尔曲线表征飞行路径,得到空间内满足端点位置与角度约束光滑可飞的三维轨迹。进一步通过逆动力学方法得到路径信息与控制量及速度的关系,将无限维的飞行器轨迹优化问题转化为较少的曲线造型参数优化问题,得到满足路径约束的可行弹道,实现快速优化。利用优化得到的参数与实时飞行器状态设计制导律,通过逆动力学反推即时控制量指令,能够以期望末速实现精确再入。第二,为保证滑翔段安全飞行、减轻俯冲段制导压力,实现高精度再入制导,本文开展标准轨迹跟踪制导律研究。针对常规状态相关Riccati方程(SDRE)制导律的动态响应问题,本文在常规SDRE性能指标中引入导数项得到改进SDRE跟踪制导律,该方法能够有效改善系统的动态响应特性,在保证较小超调量的同时加快了收敛速度。进一步针对该方法的高敏感性问题,引入积分滑模,设计最优积分滑模跟踪制导律,在获取最优性能的同时提高了系统的鲁棒性。针对改进SDRE控制解算困难,对模型要求较高等问题,本文开展了时变滑模跟踪制导律研究。采用指数时变滑模设计滑翔段跟踪制导律实现对标称轨迹的精确跟踪,同时确保了了全局滑模;针对切换增益参数取值的权衡问题,采用自适应算法对滑模切换增益实现在线调节,在保证跟踪精度的前提下解决了由于取值保守带来的控制抖振现象。针对自适应指数时变滑模难以保证系统误差有限设定时间收敛的问题,设计自适应多项式型有限时间时变滑模,建立了全局滑模动态,能得到解析的状态变化轨迹,实现了误差在设定时间的收敛。

李洪恩[6](2012)在《基于滑模的直流变换器有限时间镇定问题的研究》文中认为直流变换器作为一种常用的直流电变换装置,通过将输入的直流电压变换到理想的输出直流电压来实现电压调节的功能。凭借着能量利用率高、成本低等优点,其在很多行业中得到了广泛的应用。但是,在有外界干扰或者带非线性负载时,系统的输出特性、抗扰性能以及控制精度均不理想。因此,如何改善直流变换器的上述缺点一直是人们的研究热点。有限时间镇定系统具有较快的镇定速度、较高的控制精度和良好的抗扰性能。为了改善直流变换器的输出特性、加强系统的抗扰能力、提高系统的控制精度,本文针对Buck变换器和Boost变换器,分别设计了基于指数型终端滑模面的滑模控制器以及基于反演法的终端滑模控制器。并且通过仿真验证了本文控制策略的有效性以及正确性。本文的主要内容如下:利用状态空间平均法得到了Buck变换器和Boost变换器的数学模型,为了便于控制器的设计,利用系统本身的电路特性以及精确反馈线性化方法分别将其化为了具有下三角结构的形式。Buck变换器在有外界干扰存在时,具有输出特性差、控制精度低、镇定速度慢等问题,本文基于有限时间镇定思想,在指数型终端滑模控制的基础上,对Buck变换器提出了一种改进的指数型终端滑模控制律。该控制策略不仅有效的解决了传统的基于指数终端滑模面的控制器的输出突变问题、提高了系统的抗扰能力,同时,也加快了系统的镇定速度,改善了系统的输出特性。针对基于积分滑模控制的Boost变换器具有输出特性差、控制器的高频抖振现象严重等问题,本文利用有限时间镇定思想,采用反演法设计了一种基于终端滑模面的有限时间镇定控制器。通过仿真可以发现,基于反演终端滑模的有限时间镇定控制器可以大大的削弱控制器的高频抖振,改善系统的控制精度和抗扰性能。

贾正望[7](2011)在《旋转稳定弹复合控制与制导技术研究》文中认为传统高炮的致命弱点在于精度低,从而导致弹药大量消耗,因此,高炮在防空中的作用逐渐被淡化。但是和防空导弹相比,高炮具有成本低,初速大的特点,因此,低成本实现高炮制导就成为一项重要的研究课题。本文在国防预研基金“高速高旋机动弹药的制导及该弹药的陆基测控装备”支撑下,进行了旋转稳定弹的制导化研究。本课题组提出了一种名为“机动弹药”的制导技术,它的特点是不需要弹体的气动外形作出大的改动,在保留了弹体高初速高转速特点的基础上,利用了底排机构和阻力环机构实现射程控制,利用内置质量块机构实现姿态控制。本文围绕该方案的可行性展开研究,主要研究内容由以下两部分组成:(1)动力学研究首先进行了机动弹药动力学建模研究。从旋转稳定弹所独有的偏流现象入手,进行了旋转稳定弹的制导化可行性研究。在分析了影响偏流的各个因素后,采用弹体参数摄动的方法,对影响弹道的诸因素进行了仿真分析,确定阻力系数、极转动惯量和质阻心距是影响弹道的重要因素。结合实际的执行机构,确定通过内置质量块改变弹体的质阻心距和极转动惯量控制偏流,通过底排与阻力环改变弹体阻力系数来控制射程的复合控制思路。利用动量定理与动量矩定理推导建立了内置质量块控制模式下的机动弹药动力学模型,模型主要包括系统平动动力学方程和系统转动动力学方程。在对几种典型的质量块布局进行分析后,得到了一种优化的质量块布局方案。利用李雅普诺夫方法推导了质量块控制下的旋转稳定弹的陀螺稳定性条件,得到了飞行稳定性对于质量块设置的约束。对内置质量块的质量比、质量块布置的位置,底排点火时间、底排装药量等重要参数进行了分析与仿真验证,为后面的控制奠定了基础。(2)控制与制导研究根据动力学分析结果可以知道,阻力环和底排技术主要影响的是旋转稳定弹的平动系统,而内置质量块系统则主要影响的是弹体的转动系统。针对该特点,以及三种控制手段对旋转稳定弹影响的不同,将内置质量块的控制与其他两种控制方式分别进行研究。底排与阻力环进行射程控制时,其关键点在于控制机构启动时刻,在对不同种类的旋转稳定弹攻击方式进行分析后,提出了控制机构启动时刻快速算法,该算法能在较短时间内完成执行机构启动时间计算,并能使得弹道纵向命中点达到预定的精度。针对姿态控制回路,在考虑了质量块加速度因素的基础上,建立了旋转稳定弹姿态控制模型,利用基于时间尺度分离理论将旋转稳定弹分为快变的角速度跟踪回路和慢变的角度跟踪回路,对两个回路分别进行控制律的设计。利用滑模控制进行角度跟踪回路的设计,利用SDRE方法进行快变回路的设计,仿真结果证明该控制方法能快速有效的实现角度误差跟踪,达到姿态控制的目的。针对机动弹药二维制导律设计,分别用传统的Schur方法和θ-D方法以及改进的Newton方法对SDRE控制器进行了求解,对这三种算法进行了分析和比较,结果表明改进算法提高了计算精度,而其计算量没有显着增加。本文从上面两个方面对旋转稳定弹制导化的问题进行了研究,希望本文的研究能为常规弹药制导化的工作提供一定的参考。

杨青[8](2011)在《一类仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制》文中研究说明最优跟踪问题由于其在工业的上广泛应用而受到普遍关注。线性系统的最优跟踪问题可直接利用线性最优调节器的结果进行求解,而非线性系统的最优跟踪问题常导致非线性两点边值问题(two-point boundary-value problem, TPBV),其解析解难以获得。精确线性化方法作为非线性系统模型变换的一种数学工具,可以避免求解非线性TPBV问题,从而简化最优调节器的设计。实际系统不可避免地存在不确定性,不确定性的存在往往使得基于精确模型设计的最优控制系统的动态性能变差,甚至不稳定。滑模变结构控制(Sliding Mode Control, SMC)的突出优点是滑动模态对于不确定性具有完全鲁棒性,可以对最优调节器进行鲁棒化设计,从而实现“最优不变性”。本文主要针对一类不确定仿射非线性系统,研究其最优滑模跟踪控制器的设计问题。主要内容概况如下:1、研究不确定线性系统最优滑模跟踪控制器的设计问题。首先利用原系统和参考外系统得到一个新的增广系统,从而将原系统的最优跟踪问题转化为增广系统的最优调节问题。考虑到系统的不确定性,基于标称系统的最优反馈控制律设计最优滑模面,使得滑动模满足给出的最优性能指标要求,且对不确定性具有完全鲁棒性。设计参考输入观测器,以解决控制律的物理不可实现问题。仿真结果说明该方法的有效性。2、研究一类参考信号由外系统给出的单输入单输出(SISO)不确定仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制器设计问题。首先采用精确线性化方法,将原系统转化为等效的线性系统。然后基于转化后的系统和外系统,导出误差状态方程,将最优跟踪问题转化为最优调节问题;针对标称系统设计最优调节器,利用滑模控制方法对最优调节器进行鲁棒化设计,保证系统具有最优动态的同时,对不确定性具有滑动模态的完全鲁棒性。以机器人动态控制系统为例,验证此方法的有效性。3、研究一类参考信号由外系统给出的多输入多输出(MIMO)不确定仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制器设计问题。采用精确线性化方法对原系统进行输入输出解耦处理,以达到简化设计的目的;然后利用解耦后的系统,与外系统构成误差系统,从而引出最优调节器设计问题;利用非线性系统的最优控制律,构造积分滑模面,消除趋近模态,实现全程滑模控制;为削弱抖动,采用趋近律法设计最优滑模跟踪控制律,保证系统满足性能指标最优的同时,对不确定性具有滑动模态的鲁棒性。将该方法用于双关节机械手的跟踪控制中,仿真结果表明该方法的有效性。

王瑞芬[9](2011)在《输入受限影响下不确定系统的滑模控制研究》文中指出实际应用中一些不可避免的物理限制的存在,常常会导致控制系统的激励端呈现非线性特征(如饱和、死区、回环、继电特性等),因此,关于控制输入受到非线性约束时系统的分析与综合问题一直是控制领域的热点。另一方面,滑模变结构控制是目前非线性控制系统中一种有效的鲁棒控制方法,它的突出优点是滑动模态对于参数摄动和外界扰动等不确定因素具有不敏感性,这种优异的性能对控制系统是十分重要的,目前已被应用于机器人、电机控制、伺服系统和空间飞行器等领域。因此,开展控制输入受限影响下不确定系统滑模控制方法的研究具有十分重要的理论与实际意义。本论文在深入分析相关领域研究现状的基础上,研究了在同时存在状态矩阵不确定性和控制矩阵不确定性的情况下控制输入饱和受限系统的滑模控制问题。首先针对系统状态是可测的情况,设计了一种积分型切换面,并利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法给出了滑模动态渐近稳定的充分条件,设计了一种具有特殊结构的滑模控制律,可以保证系统状态轨迹在不确定性和控制输入饱和影响下能够到达指定的切换面。由于各种物理条件和设计成本的原因,实际应用中一般无法获得系统的状态信息,因此,本文进一步考虑了在系统状态不可测情况下控制输入饱和受限系统的滑模控制问题,设计一个基于状态观测器的滑模控制器,并给出了滑模动态渐近稳定的充分条件和切换面的可达性条件,并通过数值仿真例子验证了上述控制算法的有效性。

顾林[10](2010)在《某型导弹纵向通道控制方法研究》文中研究说明作为当前最为重要的精确制导武器,导弹已经成为现代战场的主角,是各国军事力量发展的重要方向。日益增加的射程及命中精度需求和越来越复杂的系统结构使得传统的控制方法往往不能有效完成导弹的控制任务,研究并设计兼具快速性和鲁棒性的新型导弹控制器成为当前的研究热点。导弹复杂的运动模型及大量的不确定因素的存在,是控制器设计的主要难点。本文主要针对短周期运动小扰动情况对导弹模型进行了线性化处理,得到了便于控制器设计的导弹纵向通道线性系统模型。并基于该模型研究了传统的PD控制在导弹纵向通道控制中的应用,建立了对应系统模型的性能指标与控制参数的关系,通过数学仿真结果表明传统PD控制器并不能发挥较好作用。考虑系统的强非线性和不确定性,通过适当构造切换滑模面和到达律,使用饱和函数法进行消抖处理,设计了可用于实际工程的导弹纵向通道的滑模变结构控制器。并通过两个定理给出了控制器参数的选取规则,仿真结果表明了该方法的有效性。考虑实际作战任务对调节时间的要求,设计了时间最优和模糊控制相结合的控制律。其中前者可发挥执行机构最大能力,在最短时间内将状态向平衡点逼近,但时间最优控制基于精确的对象数学模型,所以在平衡点邻域切换到鲁棒性较强的模糊控制器,两者通过适当构造指标函数进行切换。为了易于工程实际应用,在时间最优控制器的设计中,使用简单的非线性函数代替时间最优轨线,从而得到次时间最优控制器。同时,通过合理设计各变量隶属函数和模糊规则,根据模糊控制的作用区域选定了各量化因子,得到了相应的导弹纵向通道模糊控制器。数学仿真表明,两者结合能够有效发挥各自优点,达到快速精确的控制效果。

二、新型变滑面导弹控制系统设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、新型变滑面导弹控制系统设计(论文提纲范文)

(1)电动舵机系统设计与仿真试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电动舵机系统组成及其发展现状
    1.3 电动舵机系统发展现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文主要内容
第2章 电动舵机系统设计
    2.1 引言
    2.2 电动舵机系统设计的主要技术指标
    2.3 电动舵机系统组成及工作原理
    2.4 电动舵机系统方案设计
        2.4.1 电机选用
        2.4.2 减速器选用
        2.4.3 控制器设计
        2.4.4 驱动模块选用
        2.4.5 直线位移传感器选用
    2.5 本章小结
第3章 折叠翼舵设计与力学性能分析
    3.1 引言
    3.2 折叠翼舵设计的主要技术指标
    3.3 折叠翼舵的组成及工作原理
    3.4 翼张机构设计
    3.5 锁止机构设计
    3.6 能源装置设计
    3.7 折叠翼舵整体方案设计
        3.7.1 翼舵强度分析
        3.7.2 翼轴强度分析
        3.7.3 锁止机构分析
        3.7.4 能源装置气缸内压力计算
        3.7.5 气缸壳体强度计算
    3.8 本章小结
第4章 电动舵机系统数学建模与系统特性仿真
    4.1 引言
    4.2 无刷直流电机数学建模
    4.3 减速传动机构数学建模
    4.4 直线位移传感器数学建模
    4.5 电动舵机不完全微分PID控制
    4.6 系统仿真
        4.6.1 系统特性仿真
        4.6.2 系统特性优化仿真
    4.7 本章小结
第5章 电动舵机系统试验测试分析
    5.1 引言
    5.2 电动舵机系统试验测试方案
        5.2.1 测试设备
        5.2.2 测试方案设计
        5.2.3 试验方案设计
    5.3 试验测试结果分析
        5.3.1 电动舵机系统试验测试结果
        5.3.2 折叠翼舵试验测试结果
        5.3.3 测试结果分析
    5.4 设计改进及试验验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
个人简历

(2)滚珠丝杠电动舵机系统建模及观测补偿控制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电动舵机系统组成及其发展现状
    1.3 电动舵机系统控制方法发展现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 观测补偿控制理论
    1.5 本文主要内容
第2章 滚珠丝杠电动舵机系统方案设计
    2.1 引言
    2.2 电动舵机设计的主要技术指标
    2.3 电动舵机系统组成及工作原理
    2.4 电动舵机系统各环节方案设计
        2.4.1 电机选用
        2.4.2 减速器选用
        2.4.3 控制器设计
        2.4.4 驱动模块选用
        2.4.5 角度传感器选用
    2.5 本章小结
第3章 舵机系统数学建模及不完全微分PID控制
    3.1 引言
    3.2 无刷直流电机数学建模
    3.3 减速传动机构数学建模
    3.4 角度传感器数学建模
    3.5 电动舵机不完全微分PID控制
    3.6 不完全微分PID控制仿真
        3.6.1 系统阶跃及频率特性仿真
        3.6.2 不同舵面载荷条件下舵机系统性能仿真
    3.7 本章小结
第4章 舵机系统鲁棒观测补偿控制
    4.1 引言
    4.2 电动舵机控制系统不确定性分析
        4.2.1 基本理论
        4.2.2 电动舵机模型的不确定性分析
    4.3 电动舵机系统鲁棒控制系统构建
        4.3.1 鲁棒观测补偿器设计
        4.3.2 鲁棒特性分析
    4.4 数学仿真及样机实验
        4.4.1 鲁棒观测补偿控制数学仿真
        4.4.2 实物仿真验证
    4.5 本章小结
第5章 舵机系统滑模观测补偿控制
    5.1 引言
    5.2 数学准备及控制模型建立
        5.2.1 滑模观测补偿数学准备
        5.2.2 电动舵机滑模观测控制模型
    5.3 串联有限时间收敛滑模观测器设计
    5.4 电动舵机滑模观测补偿控制数值仿真
    5.5 滑模观测补偿控制系统改进
    5.6 电动舵机改进滑模观测补偿控制数值仿真
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢
个人简历

(3)高动态电动舵机的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电动舵机的研究现状
        1.2.2 电力电子技术
        1.2.3 DSP技术
        1.2.4 控制技术的研究现状
    1.3 本文主要工作
第二章 电动舵机系统组成与工作原理
    2.1 电动机的选取
        2.1.1 无刷直流电机的组成
        2.1.2 无刷直流电机工作原理
    2.2 减速器的选取
    2.3 电位计的选取
    2.4 PWM调速
    2.5 本章小结
第三章 电动舵机的数学模型
    3.1 无刷直流电机的数学模型
    3.2 PWM驱动器及数学模型
    3.3 减速器数学模型
    3.4 反馈电位计数学模型
    3.5 本章小结
第四章 电动舵机系统建模
    4.1 电机本体模块
    4.2 逆变模块
    4.3 逻辑换相模块
    4.4 本章小结
第五章 控制器设计与仿真
    5.1 电动舵机系统性能指标
    5.2 PID控制器设计仿真
        5.2.1 电流环设计
        5.2.2 速度环设计
        5.2.3 位置环设计
        5.2.4 PID控制器下仿真结果
    5.3 滑模变结构控制器设计与仿真
        5.3.1 滑模变结构控制基本原理
        5.3.2 滑模变结构控制器设计
        5.3.3 抖动改善
        5.3.4 滑模变结构控制器仿真结果
    5.4 本章小结
第六章 基于DSP的高动态电动舵机系统硬件设计
    6.1 DSP简介
    6.2 硬件设计
        6.2.1 CAN总线
        6.2.2 逆变电路设计
        6.2.3 驱动电路模块
        6.2.4 光电隔离模块
        6.2.5 通信接口电路
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢

(4)基于滑模变结构控制的弹道导弹姿态控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及研究意义
    1.2 导弹控制算法的研究和发展状况
    1.3 滑模控制的基本理论及发展历程
    1.4 本文研究内容
第2章 导弹姿态模型分析与滑模控制设计
    2.1 姿态控制系统描述
    2.2 导弹坐标系定义
    2.3 导弹姿态模型
        2.3.1 姿态运动学方程
        2.3.2 姿态动力学方程
    2.4 导弹姿态的滑模控制器设计
        2.4.1 俯仰通道的模型建立与滑模控制器设计
        2.4.2 偏航通道的模型建立与滑模控制器设计
        2.4.3 滚动通道的模型建立与滑模控制器设计
    2.5 系统仿真分析
    2.6 本章小结
第3章 导弹姿态的全程滑模控制设计
    3.1 俯仰通道全程滑模控制器设计
        3.1.1 子系统描述
        3.1.2 切换函数设计
        3.1.3 控制器设计
    3.2 偏航通道全程滑模控制器设计
        3.2.1 子系统描述
        3.2.2 切换函数设计
        3.2.3 控制器设计
    3.3 滚动通道全程滑模控制器设计
        3.3.1 子系统描述
        3.3.2 切换函数设计
        3.3.3 控制器设计
    3.4 仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 导弹姿态的反步滑模控制设计
    4.1 反步设计的基本原理
    4.2 反步滑模的设计方法
    4.3 各子系统反步滑模控制器的设计
        4.3.1 俯仰通道反步滑模控制器设计
        4.3.2 偏航通道反步滑模控制器设计
        4.3.3 滚动通道反步滑模控制器设计
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
致谢

(5)升力式再入飞行器轨迹优化与制导技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本论文研究的目的和意义
    1.2 再入飞行器轨迹优化技术综述
        1.2.1 轨迹优化问题转换方法概述
        1.2.2 参数优化数值方法概述
    1.3 再入飞行器制导方法国内外研究进展
        1.3.1 标准轨迹制导律
        1.3.2 预测-校正制导
        1.3.3 基于逆动力学的制导律设计
    1.4 论文主要工作
第2章 再入飞行器数学模型研究
    2.1 引言
    2.2 常用坐标系及转换关系
        2.2.1 常用坐标系定义
        2.2.2 常用坐标系转换
    2.3 飞行器三自由度质心运动学模型
        2.3.1 基本再入飞行器运动方程
        2.3.2 半速度坐标系下的质心动力学方程建立
        2.3.3 再入走廊的确立及目标函数
    2.4 本章小结
第3章 基于伪谱法的再入轨迹优化规划技术
    3.1 引言
    3.2 基于Gauss伪谱法的轨迹优化方法
        3.2.1 Gauss伪谱法求解最优控制问题的一般描述
        3.2.2 飞行器滑翔段再入轨迹优化问题
    3.3 Gauss伪谱法与贝塞尔曲线规划相结合的轨迹生成
        3.3.1 贝塞尔曲线
        3.3.2 逆动力学基本思想
        3.3.3 基于Bezier曲线的弹道造型
        3.3.4 采用Bezier曲线轨迹规划的带末速约束滑翔段制导律研究
    3.4 本章小结
第4章 基于SDRE的积分滑模滑翔段跟踪制导律设计
    4.1 引言
    4.2 改进LQR控制器设计
    4.3 基于改进SDRE(ISDRE)的最优积分滑模控制
        4.3.1 改进SDRE(ISDRE)控制律设计
        4.3.2 基于改进SDRE(ISDRE)的积分滑模控制
        4.3.3 仿真分析
    4.4 ISDRE制导律设计
        4.4.1 数值仿真
    4.5 本章小结
第5章 时变滑模滑翔段跟踪制导律设计
    5.1 引言
    5.2 自适应指数时变滑模控制
        5.2.1 指数时变滑模控制
        5.2.2 自适应指数时变滑模控制
        5.2.3 仿真验证
    5.3 自适应有限时间时变滑模制导律设计
        5.3.1 仿真验证
    5.4 小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢

(6)基于滑模的直流变换器有限时间镇定问题的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 直流变换器的研究现状
    1.3 有限时间控制理论的研究现状
    1.4 终端滑模控制理论研究现状
    1.5 反演控制理论的研究现状
    1.6 本文的主要工作
第2章 基本直流变换器的数学模型
    2.1 引言
    2.2 Buck变换器的工作原理与数学模型
        2.2.1 Buck变换器的工作原理
        2.2.2 Buck变换器状态空间平均模型
        2.2.3 Buck变换器模型的进一步变换
    2.3 Boost变换器的工作原理与数学模型
        2.3.1 Boost变换器的工作原理
        2.3.2 Boost变换器的状态空间平均模型
        2.3.3 Boost变换器模型的进一步变换
    2.4 小结
第3章 终端滑模控制的有限时间镇定分析
    3.1 引言
    3.2 滑模面的稳定性分析及滑动模态时间
        3.2.1 终端滑模面的稳定性分析及滑动模态时间
        3.2.2 快速终端滑模面的稳定性分析及滑动模态时间
        3.2.3 指数型终端滑模面的稳定性分析及滑动模态时间
        3.2.4 线性滑模面的稳定性分析及滑动模态时间
    3.3 小结
第4章 基于终端滑模的BUCK变换器的有限时间镇定控制器
    4.1 引言
    4.2 问题描述
    4.3 有限时间镇定滑模控制器设计
        4.3.1 基于快速终端滑模面的有限时间镇定控制器设计
        4.3.2 基于指数型终端滑模面的有限时间镇定控制器的设计
        4.3.3 基于线性滑模面的无限时间控制器设计
    4.4 抖振问题的解决
    4.5 仿真研究
    4.6 小结
第5章 基于反演的BOOST变换器的有限时间镇定控制器
    5.1 引言
    5.2 问题描述
    5.3 基于反演法的终端滑模控制器的设计
        5.3.1 反演法的基本原理
        5.3.2 基于反演法的终端滑模控制器的设计
    5.4 基于积分滑模面的控制器的设计
        5.4.1 积分滑模面
        5.4.2 基于积分滑模面的控制器设计
    5.5 仿真研究
    5.6 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢

(7)旋转稳定弹复合控制与制导技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 研究对象与研究思路
    1.3 制导弹药的发展装备状况
    1.4 相关技术研究现状
        1.4.1 滑动质量块控制研究
        1.4.1.1 研究发展状况
        1.4.1.2 作用机理和质量块布局研究
        1.4.1.3 控制系统研究
        1.4.2 制导律研究
        1.4.3 底排研究现状
    1.5 本文主要工作与创新点
        1.5.1 旋转稳定弹控制研究中的关键问题
        1.5.2 本文的主要工作与文章结构
        1.5.3 本文的创新性
第二章 旋转稳定弹控制原理和可行性分析
    2.1 原理分析
        2.1.1 弹体飞行所受的力与力矩分析
        2.1.2 底排减阻原理
        2.1.3 偏流机理分析
    2.2 仿真分析
        2.2.1 弹道模型
        2.2.2 100高炮榴弹的气动力计算
        2.2.2.1 弹体外形参数
        2.2.2.2 相关气动参数
        2.2.3 弹道特性计算分析
        2.2.3.1 计算条件
        2.2.3.2 基准弹道诸元
        2.2.3.3 单个弹道参数变化对弹道诸元的影响
    2.3 小结
第三章 质量块控制的旋转稳定弹动力学建模与布局分析
    3.1 一般意义下的动力学方程
        3.1.1 平动方程
        3.1.2 系统绕质心转动方程
    3.2 滑动质量块控制的旋转稳定弹动力学模型
        3.2.1 坐标系与坐标变换
        3.2.1.1 坐标系
        3.2.1.2 坐标转换
        3.2.2 物理模型
        3.2.3 动力学模型
        3.2.3.1 平动动力学方程
        3.2.3.2 转动动力学方程
        3.2.3.3 补充方程
    3.3 旋转稳定弹质量块布局改进
    3.4 小结
第四章 复合控制的旋转稳定弹机动能力分析
    4.1 旋转稳定弹飞行稳定性
    4.2 质量块参数对于弹道偏流的影响分析
        4.2.1 质量比的影响
        4.2.2 位置影响
    4.3 底排参数对旋转稳定弹弹道性能影响
        4.3.1 底排对于弹道高低方向的影响分析
        4.3.2 排气量对弹道性能影响
        4.3.3 点火时间对弹道性能影响
    4.4 小结
第五章 旋转稳定弹控制策略研究
    5.1 导弹控制方法概述
    5.2 旋转稳定弹控制策略分析
    5.3 旋转稳定弹的滑动质量块控制分析
        5.3.1 时间尺度分离
        5.3.2 高度旋转弹的姿态回路的多时间尺度分析
        5.3.2.1 时域分析
        5.3.2.2 频域分析
        5.3.3 姿态回路设计思路
    5.4 小结
第六章 射程修正机构作用时刻确定算法研究
    6.1 弹道模型
    6.2 算法设计
        6.2.1 纵向速度分析
        6.2.2 算法设计
        6.2.3 仿真计算结果
    6.3 小结
第七章 质量块控制旋转弹姿态控制系统设计
    7.1 关于SDRE
    7.2 运动方程
        7.2.1 滑动质量块加速度
        7.2.2 动力学方程推导
    7.3 控制系统设计
        7.3.1 外环控制器设计
        7.3.2 内环控制器设计
    7.4 数值仿真
    7.5 小结
第八章 基于SDRE方法的制导律研究
    8.1 引言
    8.2 制导律设计
        8.2.1 制导模型建立
        8.2.2 SDRE制导律设计
        8.2.3 SDRE的求解
        8.2.3.1 改进的Newton法
        8.2.3.2 θ-D法
    8.3 数值仿真
        8.3.1 仿真环境
        8.3.2 仿真结果分析
    8.4 结论
第九章 总结与展望
参考文献
附录
    一. 攻读博士学位期间发表的论文和出版着作情况
    二. 攻读博士学位期间参加的科学研究情况

(8)一类仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究的目的与意义
    1.3 非线性系统控制理论的发展及研究现状
        1.3.1 非线性系统控制研究的难点
        1.3.2 非线性系统控制理论研究现状
    1.4 滑模控制理论的发展及研究现状
        1.4.1 滑模控制理论的发展
        1.4.2 系统的不确定性
        1.4.3 滑模控制的特点
        1.4.4 不确定非线性系统滑模控制研究现状
    1.5 最优跟踪控制问题的发展及研究现状
        1.5.1 最优跟踪控制问题
        1.5.2 非线性系统的最优跟踪控制
        1.5.3 不确定非线性系统的最优滑模跟踪设计
    1.6 本文的主要研究内容及安排
第2章 理论基础
    2.1 引言
    2.2 精确线性化方法
        2.2.1 输入/输出精确线性化
        2.2.2 输入/状态精确线性化
    2.3 最优控制理论
        2.3.1 最优控制的基本概念
        2.3.2 最优控制问题
        2.3.3 线性二次型最优调节器问题
    2.4 滑模控制理论
        2.4.1 滑模控制的基本概念
        2.4.2 滑模控制问题
        2.4.3 滑模控制系统的设计
    2.5 本章小结
第3章 不确定线性系统的最优滑模跟踪控制
    3.1 引言
    3.2 系统描述和问题提出
    3.3 最优滑模跟踪控制器的设计
        3.3.1 标称系统的最优跟踪控制
        3.3.2 最优跟踪滑模面的设计
        3.3.3 滑模控制律的设计
    3.4 参考输入观测器的设计
    3.5 在低速摩擦伺服系统中的应用
    3.6 本章小结
第4章 不确定非线性 SISO 系统最优滑模跟踪控制
    4.1 引言
    4.2 问题描述与假设
    4.3 精确线性化
    4.4 鲁棒最优滑模跟踪控制器的设计
        4.4.1 标称系统的最优跟踪控制
        4.4.2 鲁棒最优跟踪滑模面的设计
        4.4.3 滑模跟踪控制律的设计
    4.5 在机器人动态控制系统中的应用
    4.6 本章小结
第5章 不确定非线性 MIMO 系统最优滑模跟踪控制
    5.1 引言
    5.2 问题描述与假设
    5.3 非线性MIMO 系统的精确线性化解耦
    5.4 鲁棒最优滑模跟踪控制器的设计
        5.4.1 标称系统的最优跟踪控制
        5.4.2 鲁棒最优跟踪滑模面的设计
        5.4.3 滑模跟踪控制律的设计
    5.5 在双关节机械手位置跟踪控制系统中的应用
    5.6 本章小结
总结与展望
参考文献
符号索引
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
攻读硕士学位期间参加科研情况

(9)输入受限影响下不确定系统的滑模控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 不确定控制系统
        1.2.1 数学描述
        1.2.2 研究方法
    1.3 饱和输入不确定系统的滑模控制
        1.3.1 饱和输入控制系统
        1.3.2 饱和输入不确定控制系统的滑模控制
    1.4 本文的主要工作及结构安排
第2章 本文工作的相关基础理论
    2.1 滑模变结构控制
        2.1.1 滑模变结构控制的含义
        2.1.2 滑模变结构控制的发展
        2.1.3 滑模变结构控制系统的主要特性
        2.1.4 滑模变结构控制的设计
        2.1.5 滑模变结构控制的应用
    2.2 Lyaponov稳定性理论
    2.3 线性矩阵不等式(LMI)
第3章 基于状态反馈的滑模控制
    3.1 引言
    3.2 系统描述
    3.3 滑模面的设计与稳定性分析
    3.4 控制律的设计
    3.5 数值仿真
    3.6 小结
第4章 基于状态观测器的滑模控制
    4.1 引言
    4.2 系统描述
    4.3 系统稳定性分析
    4.4 控制律的设计
    4.5 数值仿真
    4.6 小结
第5章 总结和展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 展望
        5.2.1 饱和输入下非匹配不确定性系统的滑模控制
        5.2.2 存在随机噪声干扰的饱和输入不确定系统的滑模控制
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文

(10)某型导弹纵向通道控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 导弹控制系统概述
        1.2.1 导弹控制系统组成
        1.2.2 导弹纵向通道控制系统
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 导弹飞行运动数学建模
    2.1 引言
    2.2 参考坐标系及转换
        2.2.1 参考坐标系定义
        2.2.2 参考坐标系间转换
    2.3 导弹飞行运动方程
        2.3.1 动力学定理及导弹受力分析
        2.3.2 导弹运动方程组
        2.3.3 短周期小扰动纵向通道简化模型
    2.4 传统PD控制律设计与分析
        2.4.1 纵向通道PD控制律设计
        2.4.2 数学仿真与分析
    2.5 本章小结
第3章 滑模变结构控制律设计
    3.1 引言
    3.2 滑模变结构控制原理
        3.2.1 基本定义
        3.2.2 滑动模态的存在和可达条件
        3.2.3 等效控制
        3.2.4 滑模变结构控制系统中的抖振问题
        3.2.5 滑模变结构控制设计的基本方法
    3.3 纵向通道滑模变结构控制律设计
        3.3.1 滑模变结构控制律形式
        3.3.2 滑模变结构控制参数选取
    3.4 数学仿真与分析
    3.5 本章小结
第4章 时间最优模糊控制律设计
    4.1 引言
    4.2 时间最优控制
        4.2.1 时间最优控制问题描述
        4.2.2 时间最优控制问题求解必要条件
        4.2.3 二阶欠阻尼系统的时间最优控制问题
    4.3 模糊控制原理
        4.3.1 模糊控制器的结构设计
        4.3.2 模糊控制规则的设计
        4.3.3 模糊化和非模糊化
        4.3.4 论域、量化因子和比例因子的选择
        4.3.5 采样时间的选择
    4.4 纵向通道时间最优模糊控制律设计
        4.4.1 时间最优控制器的设计
        4.4.2 模糊控制器的设计
        4.4.3 时间最优模糊控制器实现
    4.5 数学仿真与分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢

四、新型变滑面导弹控制系统设计(论文参考文献)

  • [1]电动舵机系统设计与仿真试验研究[D]. 程国峰. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
  • [2]滚珠丝杠电动舵机系统建模及观测补偿控制[D]. 杨春秋. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
  • [3]高动态电动舵机的研究[D]. 赖明峰. 南昌航空大学, 2017(01)
  • [4]基于滑模变结构控制的弹道导弹姿态控制研究[D]. 王嫡. 东北大学, 2017(06)
  • [5]升力式再入飞行器轨迹优化与制导技术研究[D]. 巩轶男. 北京理工大学, 2016(12)
  • [6]基于滑模的直流变换器有限时间镇定问题的研究[D]. 李洪恩. 东北大学, 2012(05)
  • [7]旋转稳定弹复合控制与制导技术研究[D]. 贾正望. 南京理工大学, 2011(07)
  • [8]一类仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制[D]. 杨青. 青岛科技大学, 2011(07)
  • [9]输入受限影响下不确定系统的滑模控制研究[D]. 王瑞芬. 华东理工大学, 2011(07)
  • [10]某型导弹纵向通道控制方法研究[D]. 顾林. 哈尔滨工业大学, 2010(05)

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新型变滑面导弹控制系统的设计
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