音圈电机驱动的快速反射镜在传统控制方法下具有严重的相位滞后, 限制了其性能。针对这一问题提出了一种完全跟踪控制方法(Perfect Tracking Control, PTC)。首先, 建立音圈快速反射镜系统离散状态空间模型, 构建多速率采样系统, 对长周期采样控制环节设计完全跟踪控制器; 然后, 对短周期环节设计基于离散滑模变结构控制的内回路补偿控制器。新方法实现了音圈快速反射镜对指令的完全跟踪, 并有效补偿了外部扰动、模型不确定性以及机械非线性等因素对系统性能的影响, 保证了系统的鲁棒性。实验结果表明: PTC控制实现了系统工作频带的扩展, 与传统PID控制相比, 系统的阶跃响应调节时间缩短50%, 静态位置波动峰峰值减小50%; 与基于干扰观测器和零相差跟踪控制器的方法相比, 系统的位置稳态误差由1.5%减小到0.05%。采用新方法的音圈快速反射镜对幅值360″的正弦位置指令跟踪的双十带宽达到375 Hz, 有效改善动态性能, 拓展控制带宽。

针对滑模变结构控制律设计过程中出现的控制参数整定问题, 提出一种基于强化学习的滑模变结构控制参数寻优方法。首先, 根据系统设计了相应的滑模控制律, 并给出了参数选择的范围, 设计了基于Actor-Critic结构的参数在线整定器。然后, 选择TD-Error方法进行求解计算, 并用梯度下降法计算出神经网络权值的更新取值。最后,以固定翼飞行器纵向通道系统为例进行了仿真和实验验证,实验结果说明所提出控制方法减小了控制参数整定的盲目性, 有效提升了系统的动态性能。

针对坦克炮控系统低速运行时存在“爬行”、振荡等现象, 提出一种基于干扰观测器的滑模变结构控制策略。研究了坦克炮控系统电流、转速双闭环数学模型, 设计了滑模变结构控制器。对控制律中时变的负载转矩和摩擦转矩, 设计干扰观测器进行实时观测。仿真结果表明, 该控制策略既解决了坦克炮控系统低速运行时的“爬行”、振荡现象, 又削弱了由于建模不确定性而存在的滑模抖振现象。

控制器性能的优劣是确保导弹能否在制导飞行中具有良好的稳定性和可控性的关键。不考虑通道之间的耦合，基于倾斜转弯(Bank-To-Turn)控制技术建立某型BTT导弹三通道弹体数学模型，分别设计了滑模变结构控制器并构造BTT导弹闭环控制系统，与PD控制和未加控制器时进行了对比研究。仿真结果表明，滑模变结构的控制效果更好，能快速跟踪导引指令，并具有良好的动态特性和稳态性能。

利用非线性反馈控制实现了不确定混沌系统对任意信号的到达跟踪控制问题。根据系统结构特点选取合适的反馈方式，设计非线性控制律，并由滑模变结构控制理论证明了误差信号指数趋于零以及系统所有状态有界。与现有文献所得控制律算法相比，本文所设计的控制律不仅考虑了系统的不确定性,同时保证了系统所有状态有界,该方法是一种物理可实现的到达跟踪控制方法。数值仿真结果进一步证实了该方法的可行性。

针对高超声飞行器模型参数不确定和外界干扰对姿态控制的影响, 基于高超声速飞行器俯仰通道控制系统, 提出一种新的Terminal滑模姿态控制方法。通过引入一阶滤波器, 结合反演法, 克服原来幂次形式引起的最终控制奇异问题；并通过设计的干扰观测器实时观测未知干扰, 补偿控制器性能, 应用Lyapunov稳定性理论严格证明了系统的稳定性, 从而保证Terminal滑模控制器能有效提高系统动态特性。在气动参数标称与拉偏的情形下进行高超声速飞行器数字仿真, 仿真结果说明干扰观测器能快速跟踪干扰, 且所设计的Terminal滑模控制可以满足飞行器高精度的控制要求。

针对UCAV对地面目标实施精确打击的问题, 提出了制导**在多约束条件下的最优攻击弹道及跟踪控制方法。首先建立了弹体三自由度运动学模型, 对非线性运动学方程进行了变换, 无需线性化处理, 利用最优控制中的极小值原理设计了具有时间和终端角度约束的最优攻击末弹道, 可满足精确实时打击要求。随后结合某型空地制导**弹体数学模型, 利用滑模变结构控制原理设计了跟踪控制器, 实现了对最优攻击末弹道的跟踪。数字仿真结果表明, 所设计的最优攻击末弹道可实现, 并能够在给定约束条件下实施对目标的实时精确打击; 所设计的跟踪控制器鲁棒性好, 跟踪精度高, 并具有良好的动态特性和稳态品质。

针对六旋翼飞行器的执行机构失效故障, 提出一种基于滑模和控制分配方法的容错控制方案; 采用了分层设计结构, 将基本控制律设计与控制分配律分为两个独立的部分, 针对系统建模不确定性与外界干扰, 设计滑模控制律, 提高了系统的鲁棒性, 运用控制分配方法, 在飞行器发生失效故障甚至卡死故障时, 在线调解控制分配矩阵, 减小故障机构对整体飞行性能的影响。仿真结果验证了所提容错控制的正确性和有效性。