基于二阶滑模控制的导弹姿态控制系统设计

为了消除经典滑模变结构控制在导弹控制系统中产生的抖振现象,提出了一种新型的基于二阶滑模变结构控制的导弹姿态控制系统设计方法.为便于导弹姿态控制系统的设计,将复杂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,同时将三个通道间的耦合项等效为外界干扰.当三通道间的耦合项有界时,分别给出了三个子系统的控制器.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性,并且有效消除了系统抖振现象.     

防空导弹光电制导的发展动向

以防空导弹光电制导系统为基础,介绍其应用现状及未来的发展动向。     

BTT导弹基于扩张状态观测器的滑模控制律设计

针对BTT导弹非线性动力学模型中的参数不确定性及系统存在未知外部干扰的问题,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模控制设计方法;将系统参数不确定性和未知外界干扰作为系统的复合干扰,采用扩张状态观测器估计系统的复合干扰,并实时补偿;利用Lyapunov方法证明系统的稳定性;该控制器算法简单、计算量小,更易于实际工程应用;仿真结果表明,设计的控制器对导弹控制系统受到的复合干扰具有较强的鲁棒性和稳定性,满足导弹姿态快速机动和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于滑模控制器。     

一种基于DSP的红外图像防空导弹检测与跟踪方法

提出一种基于DSP的红外图像防空导弹检测与跟踪算法,算法分为导弹飞行锥形尾烟跟踪和发动机脱落导弹跟踪2个阶段。其中,采用基于轮廓近似曲率表示算法跟踪带有尾烟的导弹,采用基于区域生长的小目标跟踪算法跟踪发动机分离后的燃烧弹标。文章中提出的算法在基于C6416DSP平台中实现,多次外场实验结果表明:该算法能够实时稳定地实现防空导弹光电跟踪制导。     

基于ARM的四旋翼姿态控制器设计

四旋翼姿态控制器采用集成了加速度计和陀螺仪的惯性测量单元,实时采集姿态数据,传输给Cortex-M4内核的处理芯片,利用四元数姿态解算方法,对加速度和角速度数据融合解算处理。采用位置式PID控制算法,控制四个无刷电机的转速,实现控制四旋翼飞行器的飞行姿态。建立万向云台调试系统,通过实践调试验证该控制器能实现控制四旋翼姿态的稳定性。稳定飞行时,姿态角的平均振荡范围为5度。     

基于PAM4制的高速垂直腔面发射激光器研究进展

短距离光互联技术在云计算、5G通信、物联网技术等方面有重要的商业应用价值。基于高速垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)与多模光纤组成链路、采用直接调制检测、并使用如四电平脉冲幅度调制(Four-level pulse amplitude modulation,PAM4)等的高阶调制模式是现阶段短距离光互联链路方案的首选。本文首先介绍了短距离光互联应用的研究现状;第二部分介绍了VCSEL的发展、结构以及动态参数;第三部分介绍了PAM4调制方法及伴随使用的各种电子技术(均衡,前向纠错,脉冲整形);第四部分介绍了提高单链路速率的波分复用(Wavelength division multiplexing,WDM)技术;最后对以高速VCSEL、多模光纤、直接调制检测、PAM4调制以及波分复用技术的短距离光互联方案应用前景做了总结和展望。     

基于PAM4调制的高速垂直腔面发射激光器研究进展

短距离光互联技术在云计算、5G通信、物联网技术等方面有重要的商业应用价值。基于高速垂直腔面发射激光器(Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)与多模光纤组成链路、采用直接调制检测、并使用如四电平脉冲幅度调制(Four-level pulse amplitude modulation,PAM4)等的高阶调制模式是现阶段短距离光互联链路方案的首选。本文首先介绍了短距离光互联应用的研究现状;第二部分介绍了VCSEL的发展、结构以及动态参数;第三部分介绍了PAM4调制方法及伴随使用的各种电子技术(均衡,前向纠错,脉冲整形);第四部分介绍了提高单链路速率的波分复用(Wavelength division multiplexing,WDM)技术;最后对以高速VCSEL、多模光纤、直接调制检测、PAM4调制以及波分复用技术的短距离光互联方案应用前景做了总结和展望。     

基于垂直结构的有机光发射晶体管制备与性能研究

制备了一种有机垂直光发射晶体管, 兼具有机发光二极管的发光和晶体管的开关调节两个功能.其结构为一个有机发光单元垂直堆叠在一个电容单元上,两单元通过一个共有的源电极连在一起.当电容单元被充电时,积累在源电极的电荷能有效地调节源极与有机层之间的载流子注入势垒,从而达到控制源漏输出电流的大小,最终控制发光单元发光的强度.实验结果表明,器件可提供02 mA的输出电流,其大小可驱动发光单元发光,工作电压（开启电压）为6 V.这种垂直集成方案,实现了器件多功能化,为有机发光二极管有源矩阵驱动的实际应用提供了一种新的解决方法.     

彩色图像四元数矩不变量的研究

为了研究彩色图像的矩不变量特性,采用四元数进行彩色图像处理,以充分利用彩色图像的整体信息,实现彩色图像RGB并行处理。本文把传统灰度图像的矩不变量理论推广应用到四元数层面上来,定义了彩色图像的四元数矩并构造了该矩函数的仿射不变量。实验结果表明：所提出的彩色图像的四元数矩不变量的稳定性要优于L.V.Gool等人提出的彩色矩仿射不变量,其σ/u值提高了2个数量级。所提出的四元数仿射矩不变量可以作为模式识别中彩色目标的特征描述子来实现彩色图像目标的识别与跟踪。     

基于垂直结构的有机光发射晶体管制备与性能研究

制备了一种有机垂直光发射晶体管, 兼具有机发光二极管的发光和晶体管的开关调节两个功能.其结构为一个有机发光单元垂直堆叠在一个电容单元上,两单元通过一个共有的源电极连在一起.当电容单元被充电时,积累在源电极的电荷能有效地调节源极与有机层之间的载流子注入势垒,从而达到控制源漏输出电流的大小,最终控制发光单元发光的强度.实验结果表明,器件可提供02 mA的输出电流,其大小可驱动发光单元发光,工作电压（开启电压）为6 V.这种垂直集成方案,实现了器件多功能化,为有机发光二极管有源矩阵驱动的实际应用提供了一种新的解决方法. 关键词： 有机光发射晶体管 垂直 电容     

基于滑模变结构的柔性倒立摆控制研究

针对柔性倒立摆稳摆控制比较困难且传统指数趋近率的滑模变结构控制易对系统造成抖振,基于机理建模方法建立柔性倒立摆数学模型,提出变指数趋近率的滑模变结构控制方法,设计了滑模变结构控制器,使系统具有较好的稳摆控制和鲁棒性。仿真结果表明,基于变指数趋近率的滑模变结构控制方法能够更好的实现倒立摆稳定控制,相比于传统指数趋近率的滑模控制器输出更加平滑,进而减小了控制器的负担。     

近程巡飞弹姿态控制优化仿真研究

近程巡飞弹姿态控制系统是一个非线性、时变性及耦合性的复杂控制系统,是近程巡飞弹武器系统型号研制的关键技术之一;传统的PID控制在不同巡飞状态下调节稳定性较差、响应时间慢、影响姿态控制的稳定性和机动性;针对近程巡飞弹姿态控制系统中PID控制参数不可调,自适应、抗干扰性能较差等问题,引入了自适应模糊PID控制方法,使系统在不同巡飞姿态和干扰条件下能够实时整定PID的三个控制参数,提高系统的控制性能;在此基础上设计了近程巡飞弹的姿态角控制回路,并以俯仰角为例,在Matlab/Simulink平台下建立仿真模型,进行仿真实验;仿真结果显示,采用自适应模糊PID的控制方法,系统控制性能更好,抗干扰能力和自适应能力优于传统PID控制,减小了巡飞过程中姿态角的波动情况。     

Event-Triggered Fixed-Time Integral Sliding Mode Control for Nonlinear Multi-Agent Systems with Disturbances

In this paper, the leader-following consensus problem of first-order nonlinear multi-agent systems (FONMASs) with external disturbances is studied. Firstly, a novel distributed fixed-time sliding mode manifold is designed and a new static event-triggered protocol over general directed graph is proposed which can well suppress the external disturbances and make the FONMASs achieve leader-following consensus in fixed-time. Based on fixed-time stability theory and inequality technique, the conditions to be satisfied by the control parameters are obtained and the Zeno behavior can be avoided. In addition, we improve the proposed protocol and propose a new event-triggering strategy for the FONMASs with multiple leaders. The systems can reach the sliding mode surface and achieve containment control in fixed-time if the control parameters are designed carefully. Finally, several numerical simulations are given to show the effectiveness of the proposed protocols.     

高超声速飞行器的滑模边界层模糊自适应控制方法研究

针对高超声速飞行器飞行过程中存在的高度非线性、强耦合、参数不确定性等问题提出了一种基于滑模边界层模糊自适应的控制方法;首先将纵向模型进行精确线性化,通过引入一个滑模边界层可调参数,在边界层外施加基于正切趋近律的准滑模控制律;在边界层内,去掉准滑模控制律,采用饱和函数法设计的控制律;边界层参数用模糊逻辑系统进行在线调节,从而消除了系统处于准滑动模态时的高频抖振;仿真结果表明:该方法在保证控制系统具有良好跟踪性能的同时,具有削弱抖振的能力和强鲁棒性。     

具有扇区非线性和死区的多输入Lorenz系统的滑模控制

设计了具有扇区非线性和死区的多输入不确定Lorenz系统的滑模变结构控制器,从理论上证明了该控制器的有效性.在该控制器作用下,受控Lorenz系统可以迅速到达任意目标轨道,且不受输入的扇区非线性和死区、参数的不确定性及外部噪声的影响,具有很强的鲁棒性.最后通过对受控Lorenz系统的仿真研究,验证了该控制器的有效性.     

一类非线性不确定系统的高阶积分自适应滑模控制

针对一类非线性不确定系统的滑模控制,结合有限时间收敛理论、高阶积分滑模理论与自适应控制理论,提出了一种高阶积分自适应滑模控制方法,改善了传统积分滑模存在的抖振问题。该方法通过对有限时间收敛反馈量的选取和高阶积分滑模面的设计,不但确保了系统状态误差在有限时间内的收敛性,而且还保证了系统具备对不确定性干扰的抑制能力。同时,采用自适应方法估计滑模控制的趋近速率,使得无须已知不确定项的边界范围。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

飞行模拟转台非线性干扰观测器反步滑模控制器设计

本文针对考虑不确定性的飞行模拟转台伺服系统,提出了一种基于非线性干扰观测器的反步全局滑模补偿控制方法。该方法采用反步控制方法设计转速期望虚拟控制,然后利用非线性干扰观测器观测系统不确定干扰,进而对引入非线性干扰观测器的系统设计自适应全局滑模控制器,实现了飞行模拟转台伺服系统期望转角信号的鲁棒跟踪控制,仿真结果表明,该方法控制效果良好,具有很好的工程应用价值。     

Integral Non-Singular Terminal Sliding Mode Consensus Control for Multi-Agent Systems with Disturbance and Actuator Faults Based on Finite-Time Observer

This paper studies the consensus fault-tolerant control problem of a class of second-order leader–follower multi-agent systems with unknown disturbance and actuator faults, and proposes an integral non-singular terminal sliding mode control algorithm based on a finite-time observer. First, a finite-time disturbance observer was designed based on a combination of high-order sliding mode and dual layers adaptive rules to realize fast estimation and compensation of disturbance and faults. Then, a sliding surface with additional integral links was designed based on the conventional sliding surface, and an integral non-singular terminal sliding mode controller is proposed to realize the robust consensus in finite time and accurately diminish the chattering phenomena. Finally, a numerical example and simulation verify the effectiveness.