一、Adaptive Tracking Filter for Stabilizing a Flexible Launch Vehicle（论文文献综述）
仇通胜[1]（2021）在《基于北斗三号的无线电掩星接收机信号处理关键技术研究》文中认为基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的无线电“掩星”探测接收机亦称GNSS无线电“掩星”接收机。其因为可对全球中性大气和电离层进行探测,并具有全天候、高精度、低成本、长期稳定等优点,在数值天气预报、气候变化研究、电离层探测等领域具有广泛应用前景,所以成为地球大气探测领域中不可或缺的先进专用设备。此外,GNSS无线电“掩星”接收机的核心任务是对接收到的导航信号包括折射信号即“掩星”信号和直射信号进行实时处理。日前,我国自主建设运行的全球导航卫星系统北斗三号（BDS-3）已正式开通,并且在多个频段播发一系列导航信号为全世界用户提供公开服务。这标志着BDS-3业已成为GNSS中的重要一员,并且是GNSS无线电“掩星”接收机的重要信号源。一方面,BDS-3在设计上考虑了与其他GNSS系统的兼容和互操作。因此,针对BDS-3所播发导航信号的处理技术能够比较容易地拓展应用于处理其他GNSS系统播发的导航信号,这有利于多GNSS系统兼容设计,从而大大提高接收机的“掩星”事件观测数目。另一方面,BDS-3打破了欧美国家在GNSS领域中的长期垄断地位。基于BDS-3的GNSS无线电“掩星”接收机不仅拓展了BDS-3的应用范围,而且在与之相关的国防、科技、经济等方面的安全得到了保障。综上,本文主要针对基于BDS-3的无线电“掩星”接收机的信号处理关键技术进行研究。本文的主要工作和创新如下:1、本文详细介绍了GNSS无线电“掩星”探测技术的发展脉络和GNSS无线电“掩星”接收机及其信号处理技术的国内外发展现状,并且指明了GNSS无线电“掩星”接收机及其信号处理技术的未来发展方向。2、本文从GNSS无线电“掩星”接收机探测地球大气的系统整体出发,全面介绍了全球导航卫星系统、GNSS无线电“掩星”探测技术的基本原理和GNSS无线电“掩星”接收机的系统组成及其信号处理流程,从而揭示了三者之间的紧密联系,进一步说明了GNSS无线电“掩星”接收机的性能对GNSS无线电“掩星”探测技术反演结果的质量起到了决定性作用。3、本文系统地介绍了导航信号捕获基本原理和技术现状,并且基于“短时相干积分加FFT”的二维并行搜索方法,提出了一种“改进的串并匹配滤波器”。该“改进的串并匹配滤波器”与目前常用的“串并匹配滤波器”和“部分匹配滤波器”相比,具有最低的系统复杂度和最少的硬件资源消耗。基于该“改进的串并匹配滤波器”,并且从实际需求出发,以BDS-3为主,通过解决一系列兼容设计上的难题,提出了一种多GNSS系统兼容捕获方案。该方案能够捕获目前四大主要GNSS系统所播发的常用民用导航信号,并且具有复杂度低、硬件资源消耗少的特点。这有助于增加GNSS无线电“掩星”接收机的“掩星”事件观测数目,并且提高其定位精度等。4、本文深入研究了以BDS-3 B1C信号为代表的新一代导航信号的“子码”特点、“子码”相位快速确定方法和“子码”捕获基本原理与技术。基于此,本文首先提出了一种基于“子码特征长度向量”的“子码”相位快速确定方法,解决了“子码”符号模糊问题并进一步加快了“子码”相位的确定。紧接着,本文提出了一种新颖的“子码”捕获方法——“部分相关方法”。“部分相关方法”相比当前已有方法,硬件资源消耗更少、捕获速度更快、并且捕获概率无明显降低。这提高了GNSS无线电“掩星”接收机在同步和弱信号处理方面的性能。5、本文充分回顾并深入讨论了导航信号跟踪基本原理与技术,论述了GNSS无线电“掩星”接收机对跟踪环路的具体要求和技术路线选择。随后,基于对自适应陷波器技术和锁频环技术的深入研究,本文提出了一种基于自适应滤波器的“新型锁频环”用于信号跟踪。以跟踪BDS-3 B1C信号为例,仿真结果表明,该“新型锁频环”的跟踪灵敏度、跟踪精度和收敛速度全面优于传统二阶锁频环,从而显着提高了GNSS无线电“掩星”接收机的跟踪环路的性能。
张晋[2]（2020）在《固体运载器自适应增广抗扰姿态控制方法研究》文中指出运载器是开展空间活动,实施太空发展战略的必要保证,而控制系统作为运载器的重要分系统之一,具有十分重要的研究价值,开展固体运载器姿态控制系统设计研究,对我国航天科技水平的提高具有重要的现实意义。本论文针对固体运载器控制系统设计需求,重点解决高保真弹性振动动力学建模方法、弹性振动自适应控制方法以及风干扰及执行效率不足条件下的姿态控制方法,主要研究内容包括:首先,调研了国内外固体运载器发展现状,重点对固体运载器姿态控制方法进行了充分分析和总结,随后对固体运载器进行了受力分析,并基于牛顿-欧拉法建立了质心平动与绕质心转动的动力学方程,将运载器考虑为柔体,建立运载器弹性振动方程,力求反映运载器真实动力学特性,为后续控制系统设计奠定基础。然后,本文对弹性振动动力学模型进行了小扰动线性化,基于小扰动线性化模型设计PD控制器,为有效抑制弹性振动信号,基于量子遗传算法设计校正网络。为进一步提高系统面对大偏差及扰动条件下的控制能力,设计自适应增益调整模块,包括自适应律、参考模型以及高低通滤波器设计。在典型工况下开展数值仿真研究,验证了算法的有效性和可行性。最后,针对运载器高空受风干扰下的滚转通道稳定控制问题,设计了基于干扰观测—干扰转化—干扰补偿方式的滚转通道控制策略,提出三种观测器并对比观测器性能。针对滚转通道执行效率不足问题,设计指令参考模型并安排过渡过程,保证风干扰或全向发射条件下滚转通道的姿态指令响应品质。在典型工况下开展数值仿真研究,验证了算法的有效性和合理性。
康硕[3]（2020）在《电液式负载模拟器耦合特性及非线性加载控制策略研究》文中提出运载火箭推力矢量伺服机构是火箭的运动控制子系统,其性能优劣直接影响火箭在发射过程中的控制性能与可靠程度。在其研发过程中,通常采用一类电液式负载模拟器来实现地面性能测试。因此,负载模拟器对实际环境载荷变化情况的模拟精度高低与加载性能好坏直接决定推力矢量伺服机构的性能测试数据是否准确有效,进而间接影响火箭发射过程的可靠性。本文针对模拟载荷加载过程中所涉及的加载动力学建模问题与固有耦合特性问题进行了深入探讨,进而设计了相应的非线性加载控制策略,用以实现模拟载荷的高精度加载。首先,根据电液式负载模拟器的实际机械结构,提出了一种多扰动耦合力加载模型,其中考虑了来自被试推力矢量伺服机构的位置扰动、加载液压缸内部摩擦以及传动机构间隙等各类扰动因素对载荷加载过程的综合影响;并从理论上阐释了多余力现象的产生机理。通过对比仿真结果与实际工程现象,验证了所提模型的合理性,为后续分析非线性耦合扰动对加载性能的影响和设计基于模型的非线性加载控制策略奠定了理论基础。针对加载液压缸内部摩擦与传动机械间隙影响的精确补偿问题,对如何获得实际负载模拟试验系统中摩擦与间隙的精确数学描述进行了研究。考虑摩擦动态特性与间隙不连续特性,分别提出了适用于参数辨识的改进广义麦克斯韦尔滑移摩擦模型与拟线性间隙模型。继而,相应地设计了基于粒子群优化算法的摩擦参数辨识方法与结合二阶滑模速度观测器、递归最小二乘法的间隙参数辨识方法,解决了非线性模型参数难以准确辨识的问题。根据上述辨识方法与试验数据,获得了实际系统中的摩擦与间隙精确模型,并分析了各扰动参数摄动对加载性能的影响,进一步完善了前述多扰动耦合力加载模型,为后续设计非线性扰动的精确补偿方法提供了可行性。针对如何在多扰动耦合影响下实现模拟载荷的高精度加载问题,基于所建多扰动耦合力加载模型,分别设计了改进自适应终端滑模加载控制策略与基于控制输入抗饱和的几乎干扰解耦加载控制策略。首先,从改善加载过程鲁棒性的角度出发,提出了一种基于速度观测器的改进自适应终端滑模加载控制策略,该方法既可同时抑制位置扰动与间隙作用的影响,其有限时间收敛特性又可保证系统的动态性能,且其自适应项可对摩擦参数不确定性进行有效补偿。其次,采用将外部干扰从力加载过程解耦的思路,并考虑增强控制策略的工程实用性,又提出了一种基于控制输入抗饱和的几乎干扰解耦加载控制策略;此方法基于位置扰动与输出加载力的耦合特性分析与微分几何理论设计,通过选取合适的控制参数可将力跟踪误差减小至精度指标范围内,且无需考虑外部扰动的形式与边界,更为简单易行;此外,通过加入饱和补偿辅助子系统,减小了由硬件限幅引起的控制信号振荡,进而消除了相应的响应滞后现象,有效改善了加载过程的动态品质。最后,上述两种加载控制策略在改善力加载精度与动态性能方面的有效性均得到了仿真验证。为了验证上述所提出的两种加载控制策略在实际工程应用中的可行性,搭建了负载模拟试验系统,分别对二者的有效性进行了试验验证;并在此基础上,分别对比归纳了所提非线性控制策略与工业中常用的基于结构不变性前馈补偿的PID策略之间,以及两种非线性加载控制策略之间的性能差异,从而针对如何在不同应用场合下选取合适的加载控制策略给出指导意见。
徐世昊[4]（2020）在《运载火箭自适应增广抗扰控制研究》文中研究表明运载火箭是人类进行太空探索的必要运输工具之一,新型运载火箭的发展,离不开先进可靠的控制系统。本文面向新一代运载火箭控制系统设计需求开展研究,在传统火箭控制系统的基础上,充分借鉴其设计经验及分析方法,综合利用现代控制理论进行增广控制模块的设计,从而提高火箭控制系统面对干扰、参数偏差及弹性振动变化等复杂飞行环境的适应能力。本文首先调研了国内外先进运载火箭及火箭先进控制方法的发展现状,重点对NASA太空发射系统中自适应增广控制方法进行了调研、分析与总结。随后对火箭的质心运动、绕质心转动及弹性振动进行了建模及分析,建立了刚弹耦合的非线性动力学模型,及由二阶微分方程描述的俯仰/偏航/滚转通道弹性振动模型,并利用小扰动线性化方法,建立了控制模型。随后本文基于传统频率域设计方法,结合幅值裕度及相位裕度约束,设计了PD控制器与校正网络,以满足基本控制需求。在此基础上,为进一步提高火箭控制系统在面对参数偏差及弹性振动频率偏差下的控制能力,本文设计了自适应增益调整模块,给出了该模块中参考模型、频率管理子模块及自适应律的作用机理及设计原则,并在典型工况下进行了充分的仿真分析。为进一步提高火箭在参数偏差或控制增益下降时的姿态控制精度,本文基于扰动观测器方法开展干扰补偿模块的设计,通过对火箭飞行过程中内外扰动的实时准确观测,获得干扰补偿控制指令;面向火箭在大风、大动压区需降低气动载荷的控制需求,本文基于过载反馈方法开展了主动减载控制模块的设计,并引入切换函数实现减载指令与制导指令之间的平滑切换,并在典型工况下,对如上两个模块进行了充分的仿真分析。
刘靖邦[5]（2020）在《数据驱动的火箭飞行姿态控制研究》文中进行了进一步梳理运载火箭是各国进行宇宙空间开发的重要工具,对各国军事、科研、农业、交通、通讯等领域的发展有着不可代替的作用。运载火箭姿态控制系统是整个运载火箭的核心,关系着整个火箭飞行的飞行品质。针对运载火箭飞行姿态控制系统设计问题一直是国内外研究的热点。本文以运载火箭这一结构复杂的非线性系统作为研究对象,针对其工况复杂、结构扰动较多的特点,设计了基于数据驱动的全格式动态线性化无模型自适应控制算法（Full Form Dynamic Linearization Based Modelfree Adaptive Control,FFDL-MFAC）;并在此基础之上,对发生发动机执行器故障的运载火箭进行故障容错控制,设计了基于数据驱动的全格式动态线性化无模型自适应滑模控制算法（Full Form Dynamic Linearization Based Model-free Adaptive Sliding Mode Control,FFDL-MFASMC）。主要内容如下:（1）针对运载火箭姿态控制系统,利用FFDL-MFAC算法设计了姿态控制器,并引入基于数据驱动的虚拟参考反馈整定（Virtual Reference Feedback Tuning,VRFT）方法,对FFDL-MFAC算法设计的控制器进行了参数优化,提高了运载火箭姿态控制能力。通过仿真验证了FFDL-MFAC姿态控制器能够实现对姿态的稳定控制,且VRFT方法对FFDL-MFAC控制器参数优化具有有效性。（2）针对运载火箭执行器失效问题,设计了具有容错控制能力的FFDLMFASMC控制器。为进一步提高火箭姿态控制系统的容错能力,设计了基于干扰观测器的改进无模型自适应滑模控制（Model-free Adaptive Sliding Mode Control with Observer,MFASMO）方案,仿真结果验证了干扰观测器对参数估计误差、外部扰动以及执行器失效故障均有较好的补偿效果。（3）以Lambda-4S型运载火箭为仿真平台,对PID、MFAC、VRFT优化的MFAC、MFASMC、MFASMO五种控制方案进行了多组不同场景的仿真比较。仿真表明,VRFT优化的MFAC控制器相较原MFAC控制器有着较为明显的性能提升;MFASMC控制器相较PID控制器、原型MFAC控制器在应对执行器故障上具有更好的表现,同时MFASMO控制器对参数估计误差、系统干扰以及执行器故障有着明显的补偿作用。
祝大利[6]（2020）在《运载火箭传感器布局与自适应增广控制研究》文中指出为了满足载人登月、深空探测等任务需求,发展重型运载火箭已势在必行。重型运载火箭较传统运载火箭其自身有着独特的动力学特征,一方面,弹性振动模态频率更低且低阶弹性振动模态密集;另一方面,由于其尺寸大无法进行地面全箭实验,一些关键动力学模型参数无法准确获知,且这些参数会随着飞行过程发生变化。上述因素增大了运载火箭姿态控制器的设计难度。本文针对以上问题开展了重型运载火箭的传感器布局优化与自适应增广控制研究,解决了重型运载火箭的姿态控制问题。主要研究内容如下:（1）重型运载火箭动力学建模。利用牛顿—欧拉法建立运载火箭俯仰通道下的刚体动力学方程,在此基础上引入弹性振动,得到运载火箭俯仰通道刚弹耦合动力学方程,为后续研究提供数学模型。（2）传感器布局优化。传感器的布局位置决定了测量信号中由弹性振动产生的附加姿态信号的强弱,而良好的传感器布局方式能有效地消除或降低测量信号中弹性信息,从而降低火箭姿态控制器的设计难度,且提高控制效果。以两个速率陀螺传感器的布局为例,开展传感器布局优化算法研究,并深入研究了算法的内在机理。在传感器布局优化基础上,针对火箭姿态动力学模型分别开展了控制器和校正网络设计,并模拟多种工况验证了上述设计的有效性。（3）自适应增广控制（Adaptive Augmenting Control,AAC）机理分析与控制器设计。详细分析了AAC的作用机理,并针对AAC基本形式给出了稳定性证明。在此基础上,通过分析改进形式的控制器结构,研究了改进形式的优势。为了提高运载火箭姿态控制效果,开展了自适应增广控制器的设计研究。分别设计理基于基本形式和改进形式的自适应增广控制器,并结合多种典型工况对所设计控制器进行有效性验证,同时也与PD+校正网络的传统姿态控制器进行了比较。仿真结果表明:自适应增广控制能有效降低参数不确定性对姿态控制带来的负面影响,控制效果良好。
黄景帅[7]（2020）在《高超声速滑翔目标跟踪与拦截制导方法研究》文中进行了进一步梳理高超声速滑翔目标（Hypersonic Glide Target,HGT）突破了传统弹道式目标的飞行模式,凭借大升阻比的气动外形在临近空间长时间滑翔飞行。作为当前最具威胁的进攻性武器之一,兼具速度和机动性,如何拦截HGT是当前导弹防御领域的研究热点与前沿问题。论文以此为背景,主要针对目标跟踪和拦截制导方法开展了研究。首先,针对HGT跟踪模型中的建模误差导致跟踪精度不高的问题,基于无迹卡尔曼滤波（Unsencted Kalman Filter,UKF）框架构造了一种鲁棒非线性滤波算法用于目标运动状态的估计。目标跟踪精度与目标跟踪模型和滤波估计算法密切相关。鉴于HGT复杂多变的运动模式,难以建立与其真实运动模式实时匹配的目标运动模型,于是导致模型误差。从动力学角度将未知的气动加速度表征为广义气动参数,假定其符合维纳随机过程,并扩展至目标运动方程中与其运动状态联合进行估计,建立了地基雷达对目标的量测模型。将强跟踪滤波理论和Huber方法嵌入至UKF框架下,分别用于提高UKF对状态模型误差和量测模型误差的鲁棒性,并抑制了两方法间的相互影响。通过蒙特卡洛仿真验证了鲁棒非线性滤波算法能够降低模型误差存在时的状态估计误差。其次,提出了基于交互式多模型（Interacting Multiple Model,IMM）和量测新息的机动频率自适应跟踪方法,通过自适应机动模型参数来增强跟踪方法对HGT复杂多变运动模式的适应性。介绍了几种典型的机动模型,并将HGT的气动加速度建模为Singer机动模型。基于IMM方法对Singer模型中的关键参数机动频率进行自适应,以扩大运动模型的覆盖范围。基于量测新息又提出了一种自适应机动频率的跟踪方法,依据正交性原理由量测新息计算得到可反映模型误差的调整因子,用于实时调整Singer模型中的机动频率。针对多种形式的HGT机动,通过蒙特卡洛仿真验证了上述两种方法的模型适应性,降低了模型参数固定带来的建模误差,提高了跟踪精度,但基于量测新息方法的估计精度优于IMM方法,且计算量小。然后,针对大气层内拦截弹相对于HGT不再具有速度优势的问题,基于微分几何理论提出了可用于大气层内迎面拦截HGT的新型微分几何制导律（Differential Geometric Guidance Law,DGGL）。在拦截弹弧长体系下对弹目拦截交战进行了微分几何建模,在未对拦截弹和目标运动状态作任何假设的条件下推导得到了由曲率和挠率指令构成的扩展DGGL,并分析了捕获性能,给出了捕获充分条件。在扩展DGGL的基础上,给出了可二次设计的广义DGGL,省去了复杂的挠率计算,不再依赖目标加速度信息。通过不同交战场景的仿真,验证了新型DGGL迎面拦截HGT的有效性。最后,将广义DGGL与现代控制方法相结合来抑制由HGT的强机动性引起的弹目视线旋转,分别设计了基于快速趋近律的自适应滑模制导律、自适应积分滑模有限时间收敛制导律和基于路径跟踪的有限时间收敛制导律。为获得拦截制导律对目标机动的鲁棒性,同时指令不发生抖振,采用滑模控制方法跟踪预设的滑模面,并对目标机动实施自适应处理,推导了具有不同收敛特性的先进拦截制导律。通过仿真拦截不同机动形式的HGT,结果表明三种制导律均能够灵活地控制视线转率的收敛,终端脱靶量小,制导指令连续,较好地平衡了鲁棒性和抖振之间的矛盾,并在量测噪声条件下表现出一定的鲁棒性,利于工程实现。论文紧跟导弹防御技术的发展前沿,丰富了HGT跟踪与拦截制导问题的研究思路和方法,能为我国发展HGT防御技术提供理论支持和方案参考。
张亮[8]（2019）在《重型运载火箭自适应控制方法研究》文中研究表明浩瀚的宇宙空间,激发了人类探测宇宙的梦想和好奇心,而重型运载火箭作为一种大运载工具是一个国家进行大规模空间探索的基础,体现了一个国家的最高科学技术水平。针对未来我国空间站建设、嫦娥系列月球探测、火星探测、深空探测、载人登月/登火等任务,开展重型运载火箭技术研究,可大幅提高我国的航天科技实力与空间探测水平。本论文针对重型运载火箭的自适应姿态控制系统设计需求,重点解决如何进一步提高PID控制系统性能,如何抑制强耦合、大干扰与不确定性以及保证发动机伺服机构故障下的姿态稳定等三个核心问题,主要研究内容包括:首先,基于相关经验公式和已知的参数开展重型运载火箭总体参数设计,主要包括气动参数计算、弹性振动模态参数计算、液体晃动参数计算以及质量特性参数计算等。由于重型运载火箭长细比较大,结构刚度较低,相对一般运载火箭,其一阶振动频率较低,液体推进剂晃动现象突出,且助推器的局部弹性模态容易与芯级振动模态相互耦合,使得全箭刚体运动与弹性振动和液体晃动之间耦合较强。为避免模型复杂化并便于控制系统设计,采用牛顿-欧拉法建立了重型运载火箭弹振晃耦合动力学模型,为后续重型运载火箭控制系统设计奠定基础。基于前述建立的重型运载火箭弹振晃耦合动力学模型,开展小扰动线性化,获得相应传递函数模型,设计了PD+固定系数校正网络的控制系统。针对传统PD控制系统难以应对火箭飞行过程中存在的强干扰、气动不确定性以及弹性振动频率或晃动频率与地面试验不一致从而导致校正网络难以对控制信号进行滤波处理的问题,设计了自适应增广控制器。在PID控制基础上引入自适应增益控制律、干扰补偿算法、最优控制分配律和自适应陷波器等增广模块以满足重型运载火箭在大干扰与振动频率不确定性条件下的姿态稳定控制需求。其次,针对重型运载火箭弹振晃耦合较为严重,且飞行过程中存在强不确定性、复杂外部干扰环境,传统PD控制器难以满足控制精度要求,本论文提出了基于欧拉角的自抗扰控制方法,同时设计了数字滤波器以满足在弹性振动和液体晃动条件下的姿态稳定控制要求。通过新型非线性扩张状态观测器可以有效估计外部干扰和未建模动态,同时非线性控制律可以满足快速无超调的控制要求。为了适应姿态易奇异的问题,设计了基于四元数的自抗扰滑模控制器,以进一步提高控制器的抗干扰能力,并提高控制性能。由于自抗扰控制器设计中强调快速无超调,系统阻尼较大,从而带来了较大的基频,然而在弹振晃耦合动力学模型中一般要求具有一定的超调量,降低系统的基频,并满足弹性振动的频带间隔要求,为此设计了重型运载火箭固定时间收敛滑模姿态跟踪控制器。利用具有期望响应时间和超调量等性能指标的二阶系统参考模型与实际重型运载火箭的姿态控制模型进行状态跟踪对比,从而构建具有固定时间收敛特性的自适应滑模趋近律和扰动观测器,实现制导指令按参考模型实际响应,并克服内外干扰,同时也可有效抑制弹性振动和液体晃动。此外,为进一步保证姿态角误差及其导数均可良好收敛,设计了基于固定时间收敛扩张状态观测器的滑模控制器。最后,针对重型运载火箭在助推器发动机参与控制后,伺服机构个数增加,出现故障的概率增大,为了提高控制系统的可靠性和抗故障能力,开展自适应容错控制系统设计。建立了发动机伺服机构的故障动力学模型以描述其典型的故障模式,设计了快速故障辨识观测器,并结合自适应增广控制器设计了自适应增广容错控制器。为了避免控制器设计中依赖于较为精确的故障辨识信息,结合扰动观测器设计了自适应容错控制器。
吴蕾[9]（2019）在《考虑发动机推力损失的运载火箭容错控制》文中认为从国内外运载火箭的发射情况看,发动机故障是运载火箭飞行过程中的主要故障,而推力损失又是其主要表现。当发动机出现推力损失时,燃料不能按预定模式消耗,会导致火箭动力学模型参数出现大的偏差;同时,推力的变化也会导致火箭控制力矩的变化,从而影响火箭姿态控制系统的稳定性。本文针对上述问题开展了运载火箭发动机推力损失下的容错控制问题研究,主要内容如下:（1）介绍了考虑弹性振动的运载火箭三通道姿态动力学耦合模型;然后介绍了姿态控制的基本方法:PD控制和校正网络设计。在此基础上分析了推力损失对运载火箭动力学特性的主要影响:导致动力学模型参数发生大的偏差和控制力矩的变化。这些都为接下来的容错控制打下基础。（2）针对推力损失导致模型参数出现的大偏差问题,采用了自适应增广控制（Augmenting Adaptive Control,AAC）方法进行容错控制研究。当运载火箭出现推力损失时,由于燃料未按预定模式消耗,导致火箭质量特性发生改变,从而导致刚体和弹性相关系数发生大的偏差。对此,首先对刚体参数的大偏差问题开展了AAC研究,分析了AAC自适应调整的机理,给出了AAC中各设计参数对控制效果的影响规律和选取方法;然后进一步对弹性频率和振型斜率的大偏差问题进行了研究。仿真结果验证了AAC对火箭推力损失导致的模型参数的大偏差问题具有良好的适用能力。（3）针对推力损失导致控制力矩变化的问题,分别采用了控制力矩重构和AAC结合力矩重构的方法进行了容错控制研究。发动机推力损失会导致推力不平衡而产生干扰力矩,同时还会导致控制力矩发生变化。对此,结合AAC和控制力矩重构方法,提出了AAC与控制力矩重构相结合的容错控制方法,并进行研究。仿真结果表明,所提出的容错控制方法能很好的改善推力损失下的系统响应,但是需注意高增益带来的振荡问题。
朱效洲[10]（2017）在《基于视觉的非合作目标近距离感知方法研究》文中认为随着航天技术的飞速发展,各国加速进军太空,空间环境成为各国角逐的赛场。在此背景之下,以己方航天器在轨组装维修、部件更换、燃料加注,敌方航天器抵近侦察、伴飞干扰、直接攻击,太空垃圾监视、主动清理等为目的的在轨服务技术引起了各国的广泛关注。论文基于视觉传感器对非合作目标近距离感知方法开展研究,重点在于目标检测、跟踪和重建。研究成果既可以应用于在轨服务的近距离操作场景,还可以推广应用到小型自主飞行器、地面智能车辆、移动机器人等多个领域。论文主要工作和创新点如下:1.从视频或图像序列中检测出运动目标是后续遂行识别、跟踪、测量、重建等任务的第一步。目标运动的不确定性、外观的时变性、周围环境的动态性和复杂性均使得运动目标检测极具挑战。论文提出一种基于由粗到精图像分割的运动目标检测方法。算法由运动线索生成、超像素层级粗分割、像素层级精分割三部分组成,其中运动线索为分割过程提供指导信息,粗分割降低了后续处理的复杂度,精分割提升了分割的准确性。在粗分割阶段,制定了超像素初始标记的一系列准则;综合考虑超像素的颜色、纹理、空间位置信息,设计了一种衡量其相似性的距离度量用于聚类;制定了融合超像素初始标记和聚类结果进行粗分割的一系列实施细则。在精分割阶段,引入自动生成的四值图替代人工标记的三值图,实现了无监督分割,且为GrabCut求解提供了更好的初值。实验结果表明,本文提出方法可以有效检测出运动目标,并极大地提高了检测效率。2.通过跟踪对目标进行持续感知,可以获取目标位姿、形状、工作状态等随时间的变化情况,从而完成监视任务,为识别任务提供输入,为进一步接近目标提供导航信息。针对图像中目标尺寸的变化影响跟踪效果这一问题,论文提出一种基于尺寸感知相关滤波器的目标跟踪方法。在继承现有方法对目标位置、尺度进行估计的基础之上,算法吸收多种方法在特征选取、快速计算等方面的优点,还将长宽比估计纳入考虑范畴,因此能够更好地处理目标尺寸变化对跟踪带来的影响。在大型数据集上的实验结果验证了算法的有效性。3.传感器相对位姿估计是对目标进行重建的基础。为提升相对位姿估计的精度和鲁棒性,论文提出一种融合2D-3D信息的传感器相对位姿估计方法。算法由预处理、点云对应关系构建、误差函数构建及求解三个部分组成。在预处理阶段,选用SIFT算子进行特征提取和描述;采用一系列特征匹配和筛选准则提升匹配的准确率,包括双向最近邻匹配、对称性筛选、像素距离筛选、特征距离筛选;通过2D-3D信息关联、点云生成和降采样为后续处理提供输入。在点云对应关系构建阶段,使用随机k维树搜索最近邻点以提升搜索效率。在误差函数构建及求解阶段,在误差函数中引入2D项,通过使用李代数对待求解变量进行参数化,将带约束最小二乘问题转化为无约束最小二乘问题,最终优化求解。实验结果表明本文提出方法可以有效提升原始ICP方法的估计精度和鲁棒性。4.仅使用点云对目标进行表示远不能满足进一步接近或抓捕等任务的需求,还需要在此基础之上进一步重建,获取对目标外形的解析描述。使用高斯混合模型对点云进行重建是一种有效的建模方法,但目标点云中往往包含数量巨大的点,使用原始高斯混合模型进行重建会消耗大量时间,因此需要对其进行加速。针对这一问题,论文提出一种高斯混合模型的加速方法用于目标重建,从算法流程设计和CPU-GPU异构算法实现两个层面着手进行加速。其中算法流程由级联的K-means++、K-mean、参数初始化、高斯混合模型求解组成,通过一系列预处理为最终使用高斯混合模型进行参数估计提供了良好的初值;算法实现则通过统一计算设备架构充分发挥CPU和GPU各自的特长,其中CPU负责流程控制,GPU负责计算密集的并行化任务。实验结果表明算法流程的改进在提升高斯混合模型鲁棒性的同时也在一定程度上降低了总体时耗,CPU-GPU异构算法进一步提升了计算速度。
二、Adaptive Tracking Filter for Stabilizing a Flexible Launch Vehicle（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、Adaptive Tracking Filter for Stabilizing a Flexible Launch Vehicle（论文提纲范文）
（1）基于北斗三号的无线电掩星接收机信号处理关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1. 研究背景及意义 |
| 1.1.1. 研究背景 |
| 1.1.2. 研究意义 |
| 1.2. 国内外研究现状 |
| 1.2.1. 美国研究现状 |
| 1.2.2. 欧洲研究现状 |
| 1.2.3. 国内研究现状 |
| 1.2.4. 未来发展趋势 |
| 1.3. 本文章节内容安排 |
| 1.4. 本章小结 |
| 第2章 GNSS无线电掩星接收机探测地球大气的系统与原理 |
| 2.1. 全球导航卫星系统 |
| 2.1.1. 美国GPS系统 |
| 2.1.2. 俄罗斯GLONASS系统 |
| 2.1.3. 欧盟Galileo系统 |
| 2.1.4. 中国BDS系统 |
| 2.1.5. 日本QZSS系统 |
| 2.1.6. 印度IRNSS系统 |
| 2.2. 地球大气对无线电波传播的影响 |
| 2.2.1. 中性大气对无线电波传播的影响 |
| 2.2.2. 电离层对无线电波传播的影响 |
| 2.3. GNSS无线电掩星接收机工作原理 |
| 2.3.1. 基本功能 |
| 2.3.2. 系统组成 |
| 2.3.3. 工作原理 |
| 2.4. 地球大气物理参数反演 |
| 2.4.1. 掩星探测中性大气观测几何 |
| 2.4.2. 中性大气物理参数反演 |
| 2.4.3. 电离层物理参数反演 |
| 2.5. 本章小结 |
| 第3章 多GNSS系统兼容捕获技术研究 |
| 3.1. GNSS信号捕获基本原理 |
| 3.1.1. 伪码和载波解调以及相干积分 |
| 3.1.2. 基于相干积分的捕获判决 |
| 3.1.3. 非相干积分及其捕获判决 |
| 3.2. GNSS信号捕获技术现状 |
| 3.2.1. 串行搜索方法 |
| 3.2.2. 码相位并行搜索方法 |
| 3.2.3. 多普勒频率并行搜索方法 |
| 3.2.4. 二维并行搜索方法 |
| 3.3. 改进的串并匹配滤波器 |
| 3.3.1. 二维并行搜索方法基本原理 |
| 3.3.2. 基于ISPMF的二维并行搜索方法 |
| 3.3.3. 二维并行搜索方法比较 |
| 3.4. 多GNSS系统兼容捕获方案 |
| 3.4.1. 目标捕获信号 |
| 3.4.2. 零中频采样率 |
| 3.4.3. 多普勒频率与相干积分 |
| 3.4.4. 长短伪码兼容 |
| 3.4.5. BOC与BPSK兼容 |
| 3.4.6. 捕获引擎设计方案 |
| 3.4.7. 改进的辅助捕获方法 |
| 3.4.8. 实验验证 |
| 3.5. 本章小结 |
| 第4章 子码捕获技术研究 |
| 4.1. 子码简介 |
| 4.2. 子码相位快速确定 |
| 4.2.1. 子码特征长度 |
| 4.2.2. 子码特征长度向量 |
| 4.3. 子码捕获技术 |
| 4.3.1. 子码捕获基本原理 |
| 4.3.2. 子码捕获技术现状 |
| 4.4. 部分相关方法 |
| 4.4.1. 基本原理 |
| 4.4.2. 实现结构 |
| 4.4.3. 算法性能 |
| 4.5. 本章小结 |
| 第5章 GNSS信号跟踪技术研究 |
| 5.1. BPSK调制信号跟踪 |
| 5.1.1. 环路实现结构 |
| 5.1.2. 环路积分 |
| 5.1.3. 环路鉴别器 |
| 5.1.4. 环路滤波器 |
| 5.1.5. 环路性能 |
| 5.1.6. 环路锁定检测 |
| 5.2. BOC调制信号跟踪 |
| 5.2.1. BJ算法 |
| 5.2.2. DE算法 |
| 5.2.3. AC算法 |
| 5.2.4. DPE算法 |
| 5.3. 新型锁频环 |
| 5.3.1. 自适应陷波器 |
| 5.3.2. 自适应调整算法 |
| 5.3.3. 环路结构 |
| 5.3.4. 环路性能 |
| 5.3.5. 抗动态应力特性 |
| 5.4. 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1. 本文总结 |
| 6.2. 论文创新点和主要贡献 |
| 6.3. 论文不足及后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）固体运载器自适应增广抗扰姿态控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外固体运载器研究现状 |
| 1.2.2 国内外运载器姿态控制方法研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 固体运载器动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用坐标系定义及转换关系 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 坐标系转换关系 |
| 2.2.3 弹性振动方程建模基本理论 |
| 2.3 固体运载器弹性振动动力学建模 |
| 2.3.1 固体运载器质心平动方程建立 |
| 2.3.2 固体运载器绕质心转动方程建立 |
| 2.3.3 固体运载器弹性振动方程建立 |
| 2.3.4 其他附加方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 固体运载器自适应增广姿态控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弹性振动动力学模型小扰动线性化 |
| 3.3 固体运载器传统PD控制器设计 |
| 3.4 基于量子遗传算法的校正网络设计 |
| 3.4.1 量子比特编码 |
| 3.4.2 量子旋转门更新 |
| 3.4.3 量子遗传算法优化设计流程 |
| 3.5 固体运载器自适应增广控制系统设计 |
| 3.5.1 自适应律设计 |
| 3.5.2 参考模型设计 |
| 3.5.3 高低通滤波器设计 |
| 3.6 固体运载器自适应增广控制仿真分析 |
| 3.6.1 无干扰、偏差及弹性振动仿真分析 |
| 3.6.2 存在干扰、总体参数偏差仿真分析 |
| 3.6.3 存在干扰、弹振频率偏差仿真分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 固体运载器风干扰条件下滚转姿态控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 滚转通道干扰控制需求分析 |
| 4.2.1 滚转通道干扰力矩转化机理分析 |
| 4.2.2 飞行剖面分析 |
| 4.3 滚转通道风干扰控制策略 |
| 4.3.1 滚转通道风干扰转化 |
| 4.3.2 滚转通道扰动观测器设计 |
| 4.3.3 干扰观测器单点仿真 |
| 4.4 执行效率不足条件下的滚转控制技术 |
| 4.4.1 参考模型设计 |
| 4.4.2 基于参考模型的滚转控制策略单点仿真 |
| 4.5 固体运载器风干扰及执行效率不足条件下六自由度综合仿真分析 |
| 4.5.1 干扰力矩小于最大控制力矩 |
| 4.5.2 干扰力矩超过最大控制力矩 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）电液式负载模拟器耦合特性及非线性加载控制策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 负载模拟器研究综述 |
| 1.2.1 负载模拟设备的研制开发进展 |
| 1.2.2 负载模拟加载技术的研究进展 |
| 1.3 问题提出及本文主要研究内容 |
| 1.3.1 问题的提出 |
| 1.3.2 主要研究内容及论文结构 |
| 2 电液式负载模拟器系统建模研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电液式负载模拟试验系统的基本组成及工作原理 |
| 2.2.1 基本组成 |
| 2.2.2 工作原理 |
| 2.3 考虑多种扰动耦合影响的力伺服加载模型 |
| 2.3.1 力伺服加载过程的基本非线性模型 |
| 2.3.2 考虑位置扰动耦合影响的力伺服加载改进模型 |
| 2.3.3 考虑其它非线性扰动因素耦合影响的力伺服加载改进模型 |
| 2.3.4 力伺服加载装置中的其它环节模型 |
| 2.4 多扰动耦合力加载模型的仿真验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 负载模拟试验系统非线性扰动因素的建模与参数辨识 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 力加载液压缸非线性摩擦特性的建模与参数辨识 |
| 3.2.1 改进GMS摩擦辨识模型的提出 |
| 3.2.2 基于改进GMS模型的摩擦参数辨识方法设计、验证与试验 |
| 3.2.3 力加载液压缸非线性摩擦特性对力加载性能的影响分析 |
| 3.3 加载传动机构非线性间隙特性的建模与参数辨识 |
| 3.3.1 拟线性间隙辨识模型的提出 |
| 3.3.2 基于拟线性间隙模型的非线性参数辨识方法设计 |
| 3.3.3 间隙特性参数辨识方法的仿真验证 |
| 3.3.4 负载模拟试验系统间隙特性的参数辨识结果分析 |
| 3.3.5 加载传动机构非线性间隙特性对力加载性能的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于速度观测器的改进自适应终端滑模加载控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于有限时间速度观测的扰动间接估计方法 |
| 4.3 改进自适应终端滑模加载控制策略设计 |
| 4.3.1 自适应终端滑模控制律设计 |
| 4.3.2 系统稳定性与有限时间收敛特性分析 |
| 4.4 加载控制效果的仿真验证与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于控制输入抗饱和的几乎干扰解耦加载控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 干扰解耦问题的提出与解耦模型的推导 |
| 5.2.1 干扰解耦问题的提出及微分几何相关概念 |
| 5.2.2 标准解耦模型的推导 |
| 5.3 位置扰动与加载力的耦合特性分析及系统局部正则型推导 |
| 5.3.1 位置扰动与加载力的耦合特性分析 |
| 5.3.2 多扰动耦合力加载改进模型的局部正则型推导 |
| 5.4 基于控制输入抗饱和的几乎干扰解耦加载控制策略设计 |
| 5.4.1 几乎干扰解耦控制相关概念 |
| 5.4.2 抗饱和辅助子系统与几乎干扰解耦控制律设计 |
| 5.5 加载控制效果的仿真验证与结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 负载模拟加载试验验证与加载控制策略性能对比 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 电液式负载模拟试验系统综合设计 |
| 6.2.1 液压系统的设计与选型 |
| 6.2.2 测控系统设计及上位机软件开发 |
| 6.3 加载控制效果的试验验证与加载控制策略性能对比分析 |
| 6.3.1 加载控制效果的试验验证与结果分析 |
| 6.3.2 非线性加载控制策略的性能对比分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）运载火箭自适应增广抗扰控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 先进运载火箭研究现状 |
| 1.2.2 运载火箭动力学建模方法研究现状 |
| 1.2.3 运载火箭先进控制方法研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 运载火箭刚弹耦合动力学模型建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用坐标系及转换关系 |
| 2.2.1 常用坐标系 |
| 2.2.2 坐标系之间转换关系 |
| 2.3 运载火箭受力分析及建模 |
| 2.3.1 运载火箭刚体运动分析 |
| 2.3.2 运载火箭弹性振动分析 |
| 2.3.3 力、力矩及对应广义力、力矩分析 |
| 2.3.4 运载火箭动力学及弹性振动模型建立 |
| 2.4 小扰动线性化控制模型建立 |
| 2.4.1 小扰动线性化方程推导 |
| 2.4.2 线性控制模型建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 运载火箭自适应增益调整模块设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PD控制器及校正网络参数设计 |
| 3.2.1 参数设计原则 |
| 3.2.2 参数综合设计 |
| 3.3 自适应增益调整模块设计及分析 |
| 3.3.1 自适应增益调整模块总体设计方案 |
| 3.3.2 参考模型子模块设计 |
| 3.3.3 频率管理子模块设计 |
| 3.3.4 前向增益自适应律设计 |
| 3.3.5 自适应律作用机理分析 |
| 3.3.6 自适应律参数设计规律分析 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 标称条件仿真分析 |
| 3.4.2 参数偏差条件下仿真分析 |
| 3.4.3 弹性振动频率拉偏仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 运载火箭增广控制模块设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 干扰补偿模块设计 |
| 4.2.1 基于双幂次扰动观测器的干扰补偿模块设计 |
| 4.2.2 干扰补偿模块六自由度仿真分析 |
| 4.3 主动减载模块设计 |
| 4.3.1 基于过载反馈的主动减载控制律设计 |
| 4.3.2 主动减载模块六自由度仿真分析 |
| 4.4 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 |
（5）数据驱动的火箭飞行姿态控制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 运载火箭介绍 |
| 1.2.1 国外主要运载火箭 |
| 1.2.2 国内主要运载火箭 |
| 1.3 运载火箭姿态的控制方法 |
| 1.3.1 基于模型的控制方法 |
| 1.3.2 基于数据驱动的控制方法 |
| 1.3.3 容错控制 |
| 1.4 论文主要内容和结构安排 |
| 2 火箭飞行模型 |
| 2.1 火箭姿态控制系统功能结构 |
| 2.2 火箭动力学建模 |
| 2.3 火箭动力学模型离散化 |
| 2.4 火箭飞行控制的性能评估指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于数据驱动的火箭姿态控制器设计 |
| 3.1 无模型自适应控制器的设计 |
| 3.1.1 全格式动态线性化 |
| 3.1.2 控制算法 |
| 3.1.3 伪梯度估计 |
| 3.1.4 控制方案 |
| 3.2 基于数据驱动的火箭姿态控制器的设计 |
| 3.3 火箭姿态控制器参数整定与优化 |
| 3.3.1 虚拟参考反馈整定的原理 |
| 3.3.2 伪梯度初值估计算法 |
| 3.3.3 伪梯度重置值估计算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于数据驱动的容错控制器设计 |
| 4.1 故障描述 |
| 4.2 基于数据驱动的无模型自适应滑模控制 |
| 4.3 基于干扰观测器的无模型自适应滑模容错控制 |
| 4.4 火箭姿态容错控制器 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 运载火箭控制系统的仿真研究 |
| 5.1 仿真平台介绍 |
| 5.2 火箭飞行仿真流程 |
| 5.3 仿真分析 |
| 5.3.1 火箭执行器无故障的仿真与分析 |
| 5.3.2 火箭执行器有故障的仿真与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间获得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）运载火箭传感器布局与自适应增广控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于传统方法的火箭姿态控制 |
| 1.2.2 基于AAC方法的火箭姿态控制 |
| 1.2.3 传感器布局 |
| 1.3 论文章节安排 |
| 2 运载火箭动力学建模 |
| 2.1 刚体火箭动力学模型 |
| 2.2 刚弹耦合火箭动力学模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 传感器布局优化 |
| 3.1 传感器布局优化原理 |
| 3.2 传感器布局优化算法 |
| 3.3 姿态控制器设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 自适应增广控制的机理分析与理论证明 |
| 4.1 自适应增广控制的机理分析 |
| 4.2 自适应增广控制基本形式的稳定性证明 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 自适应增广控制系统设计 |
| 5.1 自适应增广控制基本形式 |
| 5.1.1 参数设计 |
| 5.1.2 仿真分析 |
| 5.2 自适应增广控制改进形式 |
| 5.2.1 结构分析 |
| 5.2.2 仿真分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）高超声速滑翔目标跟踪与拦截制导方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 高超声速滑翔飞行器发展现状 |
| 1.2.1 高超声速滑翔飞行器由来 |
| 1.2.2 国内外发展现状及动态 |
| 1.3 导弹防御系统发展现状 |
| 1.3.1 美国导弹防御系统 |
| 1.3.2 其它国家导弹防御系统 |
| 1.3.3 美国高超声速目标防御系统项目进展 |
| 1.3.4 高超声速滑翔目标防御难点分析 |
| 1.4 目标跟踪与拦截制导方法研究进展 |
| 1.4.1 目标跟踪方法 |
| 1.4.2 拦截制导方法 |
| 1.5 论文研究内容及结构安排 |
| 第二章 基于鲁棒滤波的高超声速滑翔目标跟踪方法 |
| 2.1 目标跟踪模型 |
| 2.1.1 地基雷达坐标系下目标运动建模 |
| 2.1.2 地基雷达量测模型 |
| 2.2 基于UKF框架的鲁棒非线性滤波方法 |
| 2.2.1 经典UKF滤波理论 |
| 2.2.2 鲁棒非线性滤波方法 |
| 2.3 仿真分析 |
| 2.3.1 高超声速滑翔目标轨迹生成 |
| 2.3.2 雷达量测量真值生成 |
| 2.3.3 跟踪滤波性能分析 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于自适应机动模型的高超声速滑翔目标跟踪方法 |
| 3.1 基于机动模型的目标运动建模 |
| 3.1.1 典型机动模型 |
| 3.1.2 运动学建模 |
| 3.2 基于交互式多模型的机动频率自适应跟踪方法 |
| 3.2.1 交互式多模型算法 |
| 3.2.2 模型集设计 |
| 3.2.3 仿真分析 |
| 3.3 基于量测新息的机动频率自适应跟踪方法 |
| 3.3.1 机动频率自适应 |
| 3.3.2 基于UKF算法的自适应实现 |
| 3.3.3 仿真分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 高超声速滑翔目标拦截微分几何制导方法 |
| 4.1 经典比例导引律 |
| 4.1.1 拦截交战建模 |
| 4.1.2 经典比例导引律 |
| 4.2 微分几何制导方法 |
| 4.2.1 微分几何基本理论 |
| 4.2.2 拦截交战微分几何建模 |
| 4.2.3 扩展微分几何制导律及捕获性能 |
| 4.2.4 广义微分几何制导律 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.3.1 拦截性能分析 |
| 4.3.2 捕获性能分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 高超声速滑翔目标拦截先进制导方法 |
| 5.1 基于快速趋近律的自适应滑模制导律 |
| 5.1.1 制导律设计 |
| 5.1.2 稳定性证明 |
| 5.1.3 仿真分析 |
| 5.2 自适应积分滑模有限时间收敛制导律 |
| 5.2.1 制导律设计 |
| 5.2.2 稳定性证明 |
| 5.2.3 仿真分析 |
| 5.3 基于路径跟踪的有限时间收敛制导律 |
| 5.3.1 标准跟踪路径 |
| 5.3.2 制导律设计 |
| 5.3.3 稳定性证明 |
| 5.3.4 仿真分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文研究成果及创新点 |
| 6.1.1 论文研究成果 |
| 6.1.2 论文创新点 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录A CAV-H模型 |
| 附录B 坐标系定义及转换关系 |
| B.1 坐标系定义 |
| B.2 坐标转换关系 |
| 附录C 高超声速滑翔飞行器运动模型 |
（8）重型运载火箭自适应控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外重型运载火箭的研究现状 |
| 1.2.1 国外重型运载火箭 |
| 1.2.2 国内主要重型运载火箭 |
| 1.3 运载火箭姿态控制技术国内外研究现状 |
| 1.3.1 自适应控制 |
| 1.3.2 滑模控制 |
| 1.3.3 自抗扰控制 |
| 1.3.4 容错控制 |
| 1.3.5 弹性振动和液体晃动自适应抑制 |
| 1.4 论文组织结构及主要研究内容 |
| 第2章 重型运载火箭弹振晃耦合动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 重型运载火箭总体参数设计 |
| 2.3 重型运载火箭动力学建模基本理论 |
| 2.3.1 坐标系定义 |
| 2.3.2 坐标转换关系 |
| 2.3.3 建模基本假设条件 |
| 2.3.4 弹性振动方程建模基本理论 |
| 2.4 重型运载火箭弹振晃耦合动力学建模 |
| 2.4.1 重型运载火箭受力分析 |
| 2.4.2 重型运载火箭质心平动方程建立 |
| 2.4.3 重型运载火箭绕质心转动方程建立 |
| 2.4.4 重型运载火箭弹性振动方程建立 |
| 2.4.5 其他附加方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 重型运载火箭自适应增广控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弹振晃耦合动力学模型小扰动线性化 |
| 3.2.1 基本原理 |
| 3.2.2 小扰动线性化过程 |
| 3.3 重型运载火箭传统PD控制系统设计 |
| 3.3.1 PD控制参数及校正网络设计 |
| 3.3.2 PD控制器仿真分析 |
| 3.4 重型运载火箭自适应增广控制系统设计 |
| 3.4.1 基本PID控制器设计 |
| 3.4.2 基于描述函数法的自适应增益控制律设计及参数整定 |
| 3.4.3 干扰补偿算法设计 |
| 3.4.4 最优控制分配算法设计 |
| 3.4.5 自适应陷波器设计 |
| 3.5 重型运载火箭自适应增广控制仿真分析 |
| 3.5.1 大干扰情况下仿真分析 |
| 3.5.2 弹性振动频率拉偏条件仿真分析 |
| 3.5.3 蒙特卡洛打靶仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 重型运载火箭自抗扰控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于欧拉角的自抗扰控制器设计 |
| 4.2.1 姿态控制系统状态空间模型建立 |
| 4.2.2 自抗扰控制器设计 |
| 4.2.3 自抗扰控制器仿真分析 |
| 4.3 基于四元数的自抗扰控制器设计 |
| 4.3.1 基于四元数描述的姿态控制系统状态空间模型建立 |
| 4.3.2 基于四元数的自抗扰控制器设计 |
| 4.3.3 基于四元数的自抗扰滑模控制器设计 |
| 4.3.4 基于四元数的自抗扰滑模控制仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 重型运载火箭固定时间收敛控制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本理论 |
| 5.3 基于固定时间收敛的模型参考自适应滑模控制方法 |
| 5.3.1 参考模型设计 |
| 5.3.2 状态空间模型设计 |
| 5.3.3 固定时间收敛的模型参考自适应控制器设计 |
| 5.3.4 固定时间收敛的模型参考自适应控制仿真分析 |
| 5.4 基于固定时间收敛扩张状态观测器的滑模控制方法 |
| 5.4.1 姿态控制模型建立 |
| 5.4.2 固定时间收敛扩张状态观测器设计 |
| 5.4.3 固定时间收敛的非奇异终端滑模面设计 |
| 5.4.4 固定时间收敛的非奇异终端滑模控制设计 |
| 5.4.5 固定时间收敛滑模姿态控制仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 重型运载火箭自适应容错控制方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 执行器故障动力学建模及故障观测器设计 |
| 6.2.1 执行器故障动力学建模 |
| 6.2.2 快速故障观测器设计 |
| 6.3 自适应增广容错控制方法 |
| 6.3.1 基于故障观测的最优控制分配算法 |
| 6.3.2 考虑单个和多个发动机故障条件下的仿真分析 |
| 6.4 基于扰动观测器的自适应容错控制方法 |
| 6.4.1 四元数姿态描述的自抗扰滑模控制故障仿真分析 |
| 6.4.2 基于固定时间收敛扩张状态观测器的滑模控制故障仿真分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间所发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）考虑发动机推力损失的运载火箭容错控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 运载火箭容错控制研究概述 |
| 1.2.1 容错控制研究主要进展 |
| 1.2.2 容错控制分类 |
| 1.2.3 自适应增广控制 |
| 1.2.4 控制分配技术 |
| 1.3 论文章节内容安排 |
| 2 运载火箭姿态控制理论 |
| 2.1 火箭动力学建模 |
| 2.2 刚体姿态的稳定与控制 |
| 2.2.1 刚体无控姿态稳定分析 |
| 2.2.2 刚体PD控制 |
| 2.3 弹性振动的稳定与控制 |
| 2.4 推力损失对火箭姿态动力学特性的影响 |
| 2.5 小结 |
| 3 模型参数大偏差下火箭姿态容错控制设计 |
| 3.1 研究对象 |
| 3.2 自适应增广控制 |
| 3.2.1 自适应增广控制器组成部分 |
| 3.2.2 自适应增广控制器分析 |
| 3.3 仿真与分析 |
| 3.3.1 刚体参数大偏差下仿真及控制器参数分析 |
| 3.3.2 弹性频率大偏差下仿真分析 |
| 3.3.3 振型斜率大偏差下仿真分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 控制力矩变化下火箭姿态容错控制设计 |
| 4.1 研究对象 |
| 4.2 控制力矩重构方法 |
| 4.3 自适应增广控制与控制力矩重构相结合的容错控制 |
| 4.4 仿真与分析 |
| 4.4.1 AAC仿真分析 |
| 4.4.2 控制力矩重构仿真分析 |
| 4.4.3 AAC+控制力矩重构仿真分析 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）基于视觉的非合作目标近距离感知方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 空间近距离操作任务及其传感器 |
| 1.2.2 基于视觉的运动目标检测 |
| 1.2.3 基于视觉的目标跟踪 |
| 1.2.4 基于视觉的位姿估计 |
| 1.2.5 基于视觉的目标重建 |
| 1.3 论文研究的主要内容和组织结构 |
| 第二章 视觉传感器模型及常用坐标系 |
| 2.1 传统相机模型 |
| 2.1.1 针孔相机模型 |
| 2.1.2 透镜畸变校正 |
| 2.2 深度相机模型 |
| 2.3 常用坐标系间变换 |
| 2.3.1 常用坐标系定义 |
| 2.3.2 坐标系间变换 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于由粗到精图像分割的运动目标检测 |
| 3.1 基于由粗到精图像分割的运动目标检测方法框架 |
| 3.1.1 运动线索生成 |
| 3.1.2 超像素层级粗分割 |
| 3.1.3 像素层级精分割 |
| 3.2 算法的拓展应用 |
| 3.3 实验及结果分析 |
| 3.3.1 实验配置 |
| 3.3.2 使用国际空间站实拍视频实验结果 |
| 3.3.3 使用弗里堡-伯克利运动分割数据集实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于尺寸感知相关滤波器的目标跟踪 |
| 4.1 相关滤波器理论及其在跟踪中的应用 |
| 4.1.1 相关滤波器和MOSSE |
| 4.1.2 CSK和 KCF |
| 4.2 尺寸感知相关滤波器跟踪器(SACFT) |
| 4.2.1 实现方案1:SACFT1 |
| 4.2.2 实现方案2:SACFT2 |
| 4.3 实验及结果分析 |
| 4.3.1 实验配置 |
| 4.3.2 使用OTB实验结果 |
| 4.3.3 使用VOT2015 数据集实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 融合2D-3D信息的传感器相对位姿估计 |
| 5.1 ICP算法相关研究现状 |
| 5.2 融合2D-3D信息的迭代最近点算法 |
| 5.2.1 预处理 |
| 5.2.2 误差函数构建及求解 |
| 5.3 实验及结果分析 |
| 5.3.1 实验配置 |
| 5.3.2 使用TUM RGBD SLAM数据集实验结果 |
| 5.3.3 使用“天拓一号”卫星等比例模型图像序列实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于加速高斯混合模型的目标重建 |
| 6.1 GMM用于点云重建研究现状 |
| 6.2 GMM与 K-means算法 |
| 6.2.1 GMM算法及其EM求解 |
| 6.2.2 K-means算法 |
| 6.3 CPU-GPU异构计算系统及CUDA简介 |
| 6.3.1 CPU-GPU异构计算系统 |
| 6.3.2 CUDA简介 |
| 6.4 基于加速GMM的目标三维重建 |
| 6.4.1 加速GMM的算法流程 |
| 6.4.2 加速GMM的 CUDA实现 |
| 6.5 实验及结果分析 |
| 6.5.1 实验配置 |
| 6.5.2 实验结果 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 论文工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、Adaptive Tracking Filter for Stabilizing a Flexible Launch Vehicle（论文参考文献）
- [1]基于北斗三号的无线电掩星接收机信号处理关键技术研究[D]. 仇通胜. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [2]固体运载器自适应增广抗扰姿态控制方法研究[D]. 张晋. 哈尔滨工业大学, 2020
- [3]电液式负载模拟器耦合特性及非线性加载控制策略研究[D]. 康硕. 北京交通大学, 2020(03)
- [4]运载火箭自适应增广抗扰控制研究[D]. 徐世昊. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [5]数据驱动的火箭飞行姿态控制研究[D]. 刘靖邦. 北京交通大学, 2020(03)
- [6]运载火箭传感器布局与自适应增广控制研究[D]. 祝大利. 大连理工大学, 2020(02)
- [7]高超声速滑翔目标跟踪与拦截制导方法研究[D]. 黄景帅. 国防科技大学, 2020(01)
- [8]重型运载火箭自适应控制方法研究[D]. 张亮. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]考虑发动机推力损失的运载火箭容错控制[D]. 吴蕾. 大连理工大学, 2019(02)
- [10]基于视觉的非合作目标近距离感知方法研究[D]. 朱效洲. 国防科技大学, 2017(02)