当高超声速飞行器改变飞行状态时, 若采用传统的状态反馈方法进行姿态控制系统设计, 为保持系统稳定, 需在不同的平衡点反复进行线性化计算, 计算过程十分复杂。另外, 在飞行器高速飞行的过程中存在输入约束, 还需考虑执行器饱和的问题。针对以上问题, 采用两步法进行控制系统的设计: 首先, 设计了基于线性变参数(LPV)系统的模型参考控制器, 采用奇异值分解与线性矩阵不等式计算得到控制器系统矩阵与反馈增益, 在飞行状态发生变化后, 实现对指令信号的跟踪响应;然后, 考虑到执行器饱和的情况, 引入抗饱和补偿器, 采用LQR最优控制理论计算补偿器增益, 实现对控制输入限幅约束。通过仿真表明, 设计的控制器超调量较小, 调节时间较短, 且有效地减小了控制器设计过程的计算量。

为全面改善无人动力伞飞行高度控制性能,提出一种带跟踪微分器的积分先行控制(TD-IPD)方法。以线性二次型最优控制引出的积分先行控制器为基础,考虑到微分环节的干扰问题,引入跟踪微分器将信号从干扰中分离出来,并用最速控制综合函数fsun(·)减小达到稳态时所用步数;由于积分环节易饱和,采用饱和补偿方法对积分环节结构进行修改,从而提高积分环节抗饱和能力;以某动力伞的高度控制为对象,通过Matlab仿真验证了所提方法的有效性。

随着投影仪的发展, 其显示质量越来越受到人们关注。投影显示中普遍存在亮度不均匀性问题, 且大部分高灰度图像在亮度校正后易出现饱和。而一般的剪切法会极大地降低像面均匀性。为解决这个问题, 基于投影仪相机系统建立系统光度学模型, 在传统线性映射方法的基础上提出了一种亮度不均匀性校正的非线性稳定算法。实验表明, 采用的投影仪在校正前其图像显示亮度从中心到边缘下降了近50%, 像面不均匀性的相对均方根误差(RRMS)为17.7%; 而饱和图像校正后像面的RRMS为1.69%, 几乎达到了与未饱和图像(1.55%)相同的校正精度, 同时基本保持了显示图像的平均亮度水平。