自抗扰控制技术及其在高速、高精度武器系统中的应用

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1、中国科学院博士学位论文自抗扰控制技术及其在高速、高精度武器系统中的应用姓名：宋金来申请学位级别：博士专业：系统理论指导教师：韩京清2002.4.1业堂型竖型塑坠塑幽‘1。些塑塑矍摘要译论文主要研究自抗扰控制技术的理论及其在高速、高精度武器系统中的应用。其中应用部分是本文的重点夕7犷一自抗扰控制技术足山韩京清研究员丌创的种实用的控制系统非线性综合方法。它主要包括：非线性跟踪微分器(TD)、扩张状态观测器(EsO)、非线性PID(NLPID)、最优非线性PID(ONLP／D)、自抗扰控制器(ADRc)、最优自抗扰控制器(oADRc)等。(出于这些新型控制器算法简单、

2、易于实现、精度高、速度快、抗扰能力强，因此，这种新的控制思想和方法在实际中得到了广泛的应用。，卜、一本文为了完善自抗扰控制技术理论，作了以F工作：厂E阶ESO的收敛性问题。由于ESO是自抗扰控制邈水的重要组成部分，其收敛性直接关系到ADRC的稳定性和准确性，因此，本姘。用自稳定域综合方法研究=阶ESO的收敛性，给出三阶ESO收敛的充分条件。7为了拓广自抗扰控制技术的应用领域，本文对自抗扰控制技术滤波特性进行了刎究。研究结果表明，对ESO及TD的参数进行适当的调整，它们均具有较强的滤波功能：以它们为基础还可以构造出适应不同情况的滤波估计器。．j篓呵将自抗扰控制技术

3、推广应用到～些尖端科技领域中，是本文]：作的重点部分_：)针对两类武器系统要求速度快、精度高、抗干扰能力强、可靠性强的特点。床文作了以下儿个方面的研究：、?nr针对((厂泛应用于我国长征系歹Ij运载火箭r1]的歹动调陀螺四轴平台在不同方位闭合时容易失稳的问题，本文在分析其原因的基础上，提出了平台稳定回路的白抗扰控制方法，并设计了实时H+算的递推实现ADRC算法。6真结果表明，ADRC使该系统具有很好的响应特性，无超调、响应速度快、无振荡，具有很高的稳态精度，系统对参数变化不敏感，鲁棒性和抗干扰性都很强，而且控制信号Ⅳ(，)无高频震荡，使失稳这一难题得到有效地解决

4、少7厂作者刈惯导系统初始剥准拽术作了较深入的圳究，针划初始列班过程速度快日．柑J叟，苛的要求，给¨{了’种全新的发汁力‘洹、ADRc对准方法。纯抛弃了当d口的复杂锊法，导H{了算法简单的工程适用方法，卓有成效地实现了对准过程中的快而“h和小尔曼滤波力法棚比，表现山很强的实用性：和优越性，托舒毖座惯导初始刈}_f{=⋯IADRC划准力‘法完全可以替代}÷尔曼滤波力‘}上。更为可贵的是，作者将这一新的滤波方法府刚_]二jf，台式、捷联式惯导系统静基座仞始对准过稃中的误差估计，存_

5、，c扰杯i制技术及je^。高速、，岛精度武器系统中的心用摘蛰保证精度和快速性的前提下取

6、得了较好的滤波效果，这一尝试还腾首次。)+，，存机动目标动态模型町辨识性的研究过程中，针对量测输出中含有强噪声、而要求模型辨识既准确又快速的特点，作者将ESO滤波器和TD滤波器同时用_j二模型辨识的滤波与估计中，取得了理想的结果。t根据ESO估计系统未知扰动的能力，进一步提出了4i用机动目标动态模型而能准确跟踪机动目标运动轨迹的方法，它将为提高当前火控系统的战技性能起到很大的作用。卜厂本文还研究了ADRC在数字炮控系统的多功能综合中的应用问题。f提出了把ADRC用于实现炮控系统多功能综合的新方法，丌展了软件设计及仿真研究。对于提高战车的快速反应能力、命中率及在恶

7、劣环境下的性能等，这一方法将具有重要的实用意义。，≯，关键词：自抗抗控生!l器，跟踪微分拳：扩张状态观测蕃，自稳定域综合法i惯性导航系统k，／平台稳定回路，初始对准，火控系统，机动目标动态模型辨识y炮控系统山抗扰拧制技术及JLn“迷、tjJ精度武器系统中的J训司摘婪ADRCTechniqueandItsApplicationinArmSystemwithHighprecisionandQuicknessPh．Dstudent：SongJinlai(SystemTheory)DirectedbyProfessorHanJingqingABSTRA(丁Thisdis

8、sertationISmainlyconcernedwiththetheoryofActive·-Disturbance--Rejection—Control(ADRC)techniqueanditsaplicationstoarmsystemwithhighprecisionandquickness．ItincludestwopartsandthesecondisthemaincontentsADRCtechnique，intiatedanddevelopedbyprefessorHanJinqing，isapracticalcomprehensivemeth

9、odincontrols