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《国防科学技术大学》 2008年
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制导炸弹多模型及预测控制技术研究

张靖男  
【摘要】: 在近几场高技术局部战争中频繁亮相的制导炸弹,由于它是低成本、高精度的制导武器,具有较高的军事应用价值而引起了人们的极大关注。制导炸弹在不同高度的变速飞行过程中呈现出较强的非线性特性,其控制系统的设计也得到了较深入研究。对于在实际应用中出现的非线性、强耦合、动力学特性复杂的被控对象,常规的控制器很难达到满意的控制效果,多模型控制方法及预测控制方法就是在这一背景下发展起来的,它们为控制理论应用于实际问题提供了一种很好的解决途径,而且它们本身已成为控制理论研究的重要方向之一,丰富了控制理论的研究内容。 本论文以某型炸弹的制导化改造项目为背景,研究了制导炸弹的多模型及预测控制技术,研究内容包括制导炸弹的空间运动数学模型、制导炸弹多模型控制方法中模型集的获取、一种制导炸弹多模型控制方法以及一种制导炸弹多模型预测控制方法。主要的研究成果有以下几点: (1)研究了制导炸弹的空间运动数学模型。根据制导炸弹的气动特性和运动特点,建立了制导炸弹空间运动的六自由度微分方程数学模型,在此基础上推导得到了描述制导炸弹的状态方程数学模型。 (2)研究了制导炸弹多模型控制方法中模型集的获取问题。以一般的时变参数系统为研究对象,对非线性系统特征点的确定以及非线性系统在特征点处的线性化这两个问题进行了研究,获得了一种非线性系统模型集的获取方法,这种方法对制导炸弹同样有效。 (3)研究了一种基于特征结构配置方法和模型跟踪方法的制导炸弹多模型控制方法。基于线性系统特征结构配置方法以及模型跟踪方法,提出了可以有效抑制抖动的多模型切换控制策略,并用该策略设计了制导炸弹俯仰/偏航通道的自动驾驶仪。根据制导炸弹的飞行弹道特征,在制导炸弹的整个飞行弹道上选取了若干特征点,在这些特征点条件下分别建立起描述制导炸弹俯仰/偏航运动的线性时不变数学模型。对各个特征点上的线性时不变数学模型,分别采用特征结构配置方法设计反馈控制器;同时,为了使制导炸弹的输出过载能跟踪制导指令,基于模型跟踪方法设计了前馈控制器。多模型切换控制策略的思路是:当制导炸弹飞行过程中跨越不同特征点区域时,控制器要进行切换,以选择相应的反馈和前馈控制器。仿真结果表明,所提出的方法能够使制导炸弹的输出过载准确的跟踪制导指令,并且有效的抑制了切换点处的抖动;与制导炸弹增益调度方法相比较,该方法具有较为明显的优点。 (4)研究了一种基于模型切换的制导炸弹多模型预测控制方法。首先对非线性系统多模型预测控制方法中的广义预测控制器设计、多模型参考轨迹以及模型切换算法等几个问题进行了研究,然后研究了多模型预测控制方法在制导炸弹中的应用,给出了仿真的结果并对仿真结果进行了分析。仿真结果表明,在采用论文中研究的多模型预测控制方法时,制导炸弹的飞行过程稳定,跟踪性能良好,舵机偏转合理。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP273.3

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【引证文献】
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1 毛智辉;亚轨道飞行器上升段控制方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
【参考文献】
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1 罗大徐;;变结构控制的基本理论及发展现状[J];仪器仪表用户;2007年06期
2 周义,王自焰,郁青安;美军机载精确制导炸弹发展趋势[J];飞航导弹;2003年05期
3 穆向禹,周荻,段广仁;BTT导弹的抖动抑制多模型切换控制[J];航空学报;2002年03期
4 段广仁,王好谦;多模型切换控制及其在BTT导弹设计中的应用[J];航空学报;2005年02期
5 朱家强,郭锁凤,朱纪洪,胡春华;战斗机非线性飞行控制技术的研究与发展[J];航空学报;2005年06期
6 陈谋;姜长生;吴庆宪;;基于多模型方法的全包络鲁棒飞行控制器设计[J];航空学报;2006年03期
7 徐军,张明廉,屠巴宁;非线性动态逆系统在飞行控制系统应用中的几个问题研究[J];航空学报;1997年02期
8 曲长海,吕哲峰,穆向禹;多模型切换控制的抖动抑制[J];黑龙江科技学院学报;2002年03期
9 潘红华,苏宏业,胡剑波,褚健;预测函数控制及其在导弹控制系统中的应用[J];火力与指挥控制;2000年02期
10 宋恒,肖坤,王振家,汪浩生;基于ANFIS的制导炸弹智能控制系统[J];火力与指挥控制;2003年S1期
【共引文献】
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1 蒋中;一种基于非线性Laguerre模型的预测控制算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
2 钟小芳,蒋中;基于Laguerre 函数近似模型的多变量系统增量型预测控制的算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
3 钟小芳,蒋中;一种增量型多步预测、多步控制的单变量预测控制算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
4 刘静;;基于预测控制理论的水产品价格模型[J];安徽农业科学;2011年36期
5 赵益波;张道秧;;统一混沌系统的状态反馈精确线性化解耦控制[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年01期
6 张耀国,邹兴业,许良元;基于BJ212半主动悬挂的可控性与可观测性[J];安徽农业大学学报;2000年02期
7 张庆丰;郑睿;陈宗祥;;一种基于滚动窗口的AGV动态路径规划算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年02期
8 吴丽娟;DMC-PID串级控制算法[J];鞍山钢铁学院学报;2000年02期
9 何希勤,张大庆,张庆灵;区间动力系统的能控性[J];鞍山科技大学学报;2003年04期
10 占生宝;赵尚弘;胥杰;楚兴春;吴卓亮;;改进的环形腔双包层掺Tm~(3+)光纤激光器[J];半导体光电;2008年01期
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2 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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8 莫晓明;;基于多模型综合的DMC控制及其应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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10 李坚强;裴海龙;刘馨;贺跃帮;陈勇;;小型无人直升机的混合系统建模与控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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8 谢笑颖;环境最优船舶区域动力定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李响;油品调和优化问题的研究[D];大连理工大学;2010年
10 王峰;时滞系统的辨识与控制[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 靳其兵,曾东宁,王云华,顾树生;多变量系统的神经网络解耦新方法[J];东北大学学报;1999年03期
2 王洋;张京娟;刘伟;王超;;基于自适应控制器的无人机飞行控制系统研究[J];弹箭与制导学报;2010年04期
3 马松辉;吴成富;陈怀民;;飞翼飞机稳定性与操纵性研究[J];飞行力学;2006年03期
4 陈永刚;李新国;闫晓东;;亚轨道飞行器着陆段控制系统研究[J];飞行力学;2008年02期
5 徐方暖;唐硕;闫晓东;;亚轨道飞行器上升段制导方法研究[J];飞行力学;2008年05期
6 闫晓东;唐硕;;亚轨道飞行器返回侧向制导规划方法[J];飞行力学;2010年05期
7 林一平;;亚轨道游览飞机与太空旅游[J];国际太空;2008年11期
8 孙平;刘昆;;小型固体运载器起飞段姿态控制方法研究[J];固体火箭技术;2010年01期
9 孙平;刘昆;;小型固体运载器一级飞行段姿态控制方案研究[J];固体火箭技术;2010年03期
10 张杰;唐硕;许志;闫晓东;;SRLV再入段制导的快速原型实现[J];工业仪表与自动化装置;2010年02期
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1 刘小刚;自主式飞行控制关键技术研究[D];西北工业大学;2006年
2 刘燕斌;高超声速飞行器建模及其先进飞行控制机理的研究[D];南京航空航天大学;2007年
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1 李海城;亚轨道飞行器返回轨道设计[D];西北工业大学;2007年
2 郑安平;基于PID神经网络的三自由度飞行器模型控制研究[D];南京理工大学;2008年
【二级参考文献】
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1 肖雁鸿,葛召炎,周靖林,彭永进;全滑模变结构控制系统[J];电机与控制学报;2002年03期
2 宋恒;肖坤;王振家;;基于ANFIS的制导炸弹智能控制系统[J];弹箭与制导学报;2003年S3期
3 李平,王树青,王骥程;预测控制研究的概况[J];化工自动化及仪表;1995年06期
4 王颖,马立玲;变结构控制的研究现状及展望[J];沈阳航空工业学院学报;2002年03期
5 姜明远,胡英俊;第四代战斗机作战需求研究[J];航空科学技术;2003年01期
6 穆向禹,周荻,段广仁;BTT导弹的抖动抑制多模型切换控制[J];航空学报;2002年03期
7 张智焕,王树青;非线性系统的多模糊模型控制自动切换方法的研究[J];机电工程;2000年02期
8 谢永斌,罗忠,冯祖仁,胡保生;二阶惯性系统DMC预测控制的闭环分析[J];控制理论与应用;1997年03期
9 孙维,李晓理,王伟;基于多模型的非线性系统自适应最小方差控制[J];控制理论与应用;2002年04期
10 张昌凡,王耀南,何静,龙永红;遗传算法和神经网络融合的滑模控制系统及其在印刷机中的应用(英文)[J];控制理论与应用;2003年02期
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1 张锐;武装直升机大机动、高敏捷性神经网络鲁棒自适应飞行控制研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 王源;不确定非线性系统的神经网络自适应重构控制[D];南京航空航天大学;2002年
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8 王修岩,葛平,孙一康,王洪希;基于多模型自适应控制方法的FGC控制[J];北京科技大学学报;2004年01期
9 王玉金;激光制导炸弹作战仿真[J];光电对抗与无源干扰;1996年01期
10 周磊;;多模型控制方法研究及应用[J];中国制造业信息化;2007年19期
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1 张靖男;孙未蒙;郑志强;;多模型控制中模型集获取问题研究(英文)[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
2 王昕;李少远;;多模型自适应控制方法的研究[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
3 王昕;李少远;;多模型自适应控制方法的研究[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
4 穆育强;钱龙军;盛安冬;;制导炸弹误差模型的仿真与分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 李福明;彭建春;段广仁;;离散时滞系统有记忆状态反馈特征结构配置参数化方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 刘家振;王昕;王振雷;钱锋;;具有降阶模型的多模型鲁棒自适应控制[A];2009中国过程系统工程年会暨中国mes年会论文集[C];2009年
7 李辉;陈根社;;飞行控制系统设计的遗传特征结构配置方法[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(下册)[C];1995年
8 荆海英;谢守烈;;广义系统在状态与状态导数反馈下的特征结构配置[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
9 荆海英;;广义系统在输出反馈下的特征结构配置[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
10 马克茂;王子才;;一类非线性系统的降维观测器设计[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
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1 记者 赵毅 蒋国鹏;美报称布什曾婉拒向以提供制导炸弹[N];新华每日电讯;2009年
2 本报专稿 陈光文;灵活精确的打击“精灵”[N];世界报;2010年
3 春风;美国 购新导弹欲破俄防空网[N];中国航天报;2010年
4 祖典 刘锁 关明 悦佳 立即 洪山;短信快递[N];中国航空报;2004年
5 鲁向英 马振华;规模型集运企业竞风流[N];大同日报;2007年
6 乐俊淮;新弹实战,美军喜忧参半[N];中国国防报;2003年
7 ;伊朗已升级F——14战机[N];新华每日电讯;2010年
8 忠和;J D A M:高科技孕育的“杀手”[N];中国国防报;2003年
9 王君学;隐形空袭刍议[N];解放军报;2010年
10 杨亮;杰达姆成为夺命魔王[N];科技日报;2003年
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1 张靖男;制导炸弹多模型及预测控制技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
2 岳俊红;复杂工业过程多模型预测控制策略及其应用研究[D];华北电力大学(北京);2008年
3 王航;SINS/GPS制导炸弹鲁棒控制方法研究[D];南京理工大学;2009年
4 郭启刚;热工过程多模型控制理论与方法的研究[D];华北电力大学(河北);2007年
5 梁卓;SINS/GPS制导炸弹变结构制导控制系统设计与研究[D];南京理工大学;2009年
6 陈宁宁;开放式网络控制系统的研究与应用[D];浙江大学;2006年
7 张彪;广义线性系统的参数化控制设计[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 李师广;线性系统参数特征结构配置与振动主动控制[D];上海交通大学;2007年
9 栾家辉;故障重构技术在卫星姿控系统故障诊断中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 金秀章;热工大迟延过程的内模控制算法及应用研究[D];华北电力大学(河北);2006年
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1 王众;冷连轧机卷取张力控制和机架间动/静张力切换控制研究[D];燕山大学;2006年
2 邹卫军;简易制导炸弹控制系统设计与实现[D];南京理工大学;2003年
3 米翠丽;多模型自适应控制及其在电厂中的应用[D];华北电力大学(河北);2006年
4 要亚斌;600MW机组汽温系统对象特性及控制策略的研究[D];华北电力大学(河北);2009年
5 张芳生;基于人工免疫的过热汽温多模型控制研究[D];东南大学;2004年
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7 马智宏;基于多模型切换的pH自适应控制研究[D];天津大学;2004年
8 黄越伟;轧机液压系统新型控制策略的应用研究[D];西安理工大学;2005年
9 郭正勇;BTT滑翔增程制导炸弹制导控制系统的设计与仿真[D];南京理工大学;2010年
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