针对炮控系统随动模拟加载系统存在的摩擦、间隙、耦合等复杂非线性和参数时变等不确定性特征, 提出了一种自适应神经滑模控制策略。对于系统中存在参数时变等不确定性, 利用RBF神经网络自适应逼近不确定部分; 另外, 利用RBF神经网络动态调节切换函数的切换增益, 改善系统的动态品质。采用Lyapunov理论推导出自适应律, 在线估计神经网络权值和未知函数, 并证明了系统稳定性。仿真表明, 该控制策略能够较好地抑制干扰力矩, 响应快, 保证了系统静、动态的加载控制精度和鲁棒性。

为了使半捷联导引头在干扰力矩和刻度尺误差引起的耦合干扰及其他不确定干扰下仍具有很强的鲁棒性, 提出了伺服系统混合自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)方案。首先, 建立了导引头半捷联稳定平台数学模型; 其次, 设计了半捷联导引头稳定平台混合自抗扰控制系统, 通过对自抗扰稳定回路频带特性进行研究, 分析了控制器参数对控制性能的影响, 给出了控制参数设计原则; 最后, 对混合自抗扰控制方案进行了数字仿真验证。仿真结果表明: 相比于传统控制器, 混合自抗扰控制器能获得更好的控制精度, 能有效克服干扰力矩和刻度尺误差对导引头的影响, 在典型弹体频率2 Hz处隔离度幅值比传统控制器最多能降低约67.9%。研究成结果可为半捷联导引头稳定控制系统的设计提供指导。

针对某激光导引头检测中输出弹目视线角速度误差较大的情况, 分析指出弹目视线角速度噪声是角跟踪回路中探测器噪声、弹体扰动和摩擦等干扰力矩共同作用产生的。根据导引头控制原理建立了其稳定跟踪回路模型, 定量分析了这些误差因素对导引头稳定跟踪性能和弹目视线角速度输出指令的影响程度。然后实测分析了激光导引头输出弹目视线角速度噪声特性, 建立了其与弹目距离的函数关系, 并将其加入某制导**制导模型中进行仿真。结果表明: 加入弹目视线角速度噪声后, 弹体滚转姿态角变化较大, 舵偏角变化也较大, 近距离时由于角速度指令噪声较小对全弹道及脱靶量的影响比较小, 这与实际检测结果相符较好。但近距时当角速度指令处于噪声峰值处, 弹偏离后来不及修正可能会对导弹的近距攻击区有影响, 研究方法及结论对导引头的实际研究测试及弹的战术使用均有一定的参考价值。

隔离度会降低导引头输出信息的精度, 增加导弹的脱靶量。针对激光平台导引头的隔离度问题, 首先建立了考虑隔离度寄生回路的制导系统模型, 经分析确定干扰力矩为引发隔离度的主要原因, 并提出采用滤波算法对其进行估计补偿的方案。之后依据平台导引头的基本结构与干扰力矩的产生机理建立了用于在线辨识隔离度的非线性滤波模型, 采用强跟踪无迹卡尔曼滤波算法(STUKF)补偿建模误差, 解决了干扰力矩难以精确建模的问题, 以对其进行在线辨识与前馈补偿。最后对所提方法进行了数学仿真与半实物仿真实验论证, 实验结果表明: 所提方法可增强导引头光轴对弹目视线角速度的跟踪能力, 改善导引头输出制导信息的品质, 并有效地抑制隔离度, 达到提升系统制导精度的目的。

由于微纳卫星反作用飞轮的输出力矩与气浮转台的干扰力矩属于同一量级，故无法直接采用气浮转台实现微纳卫星姿态动力学仿真及姿控系统的地面试验验证。为了解决这一问题，设计并研制了主动补偿式超低干扰力矩气浮转台。对气浮转台的干扰力矩进行分析，提出了3种减小干扰力矩的方法: 通过优化设计，降低了黏滞阻尼力矩; 通过配置斜向节流孔，并单独供气，产生大小可调的主动涡流以抵消气浮轴承的固有涡流，从而降低涡流力矩; 利用气浮轴承的摆动特性实现高精度平衡调节，减弱了重力诱导力矩。最后，设计了微小力矩测量装置，测量了剩余干扰力矩并基于测试结果来指导涡流力矩和重力诱导力矩补偿过程。测试结果显示: 气浮转台实现的干扰力矩小于5×10-5 Nm，小于反作用飞轮的最小输出1×10-4 Nm，满足微纳卫星姿态动力学及控制的地面验证需求。

由于光电稳定平台在稳定视轴时易受到摩擦、风阻、不平衡以及载体扰动等干扰力矩的影响, 本文研究了利用高阶扰动观测器抑制扰动力矩的机理和方法。该扰动观测器由控制对象的逆模型和进行了高阶设计的改进型滤波器组成。提出的方法将观测量作为电流环的输入, 利用电流环超高的控制带宽抑制扰动力矩。对系统的扰动抑制能力进行了仿真, 结果显示高阶扰动观测器对高阶扰动模型具有很好的抑制能力: 对于阶跃扰动和斜坡扰动, 三阶扰动观测器的抑制率为100%; 对于抛物波扰动, 三阶扰动观测器的抑制率为99.9999996%。另外, 观测器对于控制对象模型的摄动具有很好的鲁棒性。提出的方法可以在提高伺服系统响应速度的同时保证系统的鲁棒性, 满足光电稳定平台的应用要求。

介绍了一种应用于高精度跟瞄系统的自抗扰控制器。通过与常规PID比较,对该控制器进行了功能分析,并结合实际系统,分析出其在控制上的优越性;分别采用PID控制器和自抗扰控制器对高精度跟瞄系统的速度环进行了设计。在Matlab仿真和实验验证中得到了一致的结果:自抗扰控制器能改善伺服系统的速度响应特性,可以实现阶跃响应快速无超调。在突发扰动条件下,自抗扰控制器的跟踪精度稳定性和鲁棒性均优于常规PID控制器。

无人驾驶飞机单侧弹射投弹时会产生干扰力矩，影响无人机稳定飞行。针对这个问题，对投弹后无人机恢复导弹发射前姿态的过程进行了分析，描述了投弹对无人机的干扰问题。以小扰动状态方程为基础，将干扰力矩作为输入，并在控制律优化设计后将自动驾驶仪控制律作为控制方程代入小扰动模型。在挂载导弹到机身距离较小的情况下，对投弹后无人机姿态角的变化进行了建模、仿真和结果分析。仿真结果表明，在单侧投放导弹后，无人机能够很好地稳定飞行姿态，控制无人机平台以投弹前航向继续稳定飞行，为第二枚导弹的顺利投放做准备。

构建了波音737—300飞行模拟机的高度保持系统。介绍了飞机高度保持系统的工作原理，建立模拟机高度保持系统的数学模型，分析解决了系统中的静差问题，并对该模型进行仿真验证。根据该模型构建了飞行模拟机的高度保持系统，试验证明该系统在实际运行中能够实现高度保持功能，具有有效性和可行性。

以光电稳定/跟踪平台为研究对象,通过对光电稳定/跟踪平台中存在的各种干扰力矩的力学特性进行分析和研究,提出一种新的测量稳定平台干扰力矩的方法。该方法能够实现干扰力矩的自动测量与识别,且具有较高的测量精度。通过实验，验证了该方法的可行性和优越性。