01
速度矢量控制概论
基本概念、研究背景与工程意义、典型应用场景(导弹末制导、无人机精确着陆、航天器交会对接)
概论末制导
02
坐标系与运动学基础
常用坐标系定义(惯性系、弹体系、速度系)、坐标变换矩阵、刚体运动学方程、姿态参数表示
坐标系四元数
03
动力学建模
飞行器六自由度动力学方程、气动力与力矩模型、推力矢量模型、重力与地球模型简化
6DOF气动
04
速度矢量控制问题数学描述
控制目标定义(末端速度大小与方向)、约束条件(过载、攻角、舵偏角)、性能指标
约束性能指标
05
经典比例导引法(PN)
比例导引律原理、导航比选择、纯比例导引与增广比例导引、仿真验证与局限性分析
PN增广
06
现代制导律概述
LQR制导、滑模制导、微分对策制导、预测制导的基本思想与对比
LQR滑模
07
最优控制理论基础
变分法与庞特里亚金极小值原理、两点边值问题、最优控制求解步骤、能量最优与时间最优
极小值原理最优
08
末端速度方向约束的最优制导律
带末端角度约束的最优制导律推导、加权矩阵选取、闭环制导律实现、仿真分析
角度约束闭环
09
末端速度大小约束的最优制导律
带末端速度约束的最优制导律推导、能量管理与速度控制、多约束耦合问题
速度约束能量
10
滑模变结构控制基础
滑模控制基本原理、趋近律设计、抖振问题与抑制方法、高阶滑模简介
滑模抖振
11
基于滑模的末端速度矢量控制
滑模面设计(角度与速度跟踪)、控制律推导、李雅普诺夫稳定性证明、仿真验证
滑模面Lyapunov
12
自适应控制基础
模型参考自适应控制(MRAC)、自校正控制、参数估计方法(最小二乘、梯度法)、稳定性分析
MRAC参数估计
13
自适应速度矢量控制律设计
在线参数辨识与补偿、自适应增益调度、鲁棒性分析、仿真案例
在线辨识增益调度
14
非线性动态逆控制
动态逆原理、时标分离原则、内外环设计、控制分配、鲁棒性问题
动态逆时标分离
15
基于动态逆的速度矢量控制
快慢回路设计、气动参数不确定性处理、控制饱和约束、仿真验证
快慢回路饱和
16
模型预测控制(MPC)基础
MPC基本原理、滚动优化、约束处理、实时性要求
MPC滚动优化
17
基于MPC的末端速度矢量控制
预测模型建立、目标函数与约束设计、在线求解策略、仿真与实时性分析
MPC在线求解
18
强化学习控制基础
马尔可夫决策过程(MDP)、Q学习、深度Q网络(DQN)、策略梯度方法
MDPDQN
19
基于深度强化学习的末端制导
状态空间与动作空间设计、奖励函数设计、训练策略、仿真与迁移学习
DRL奖励设计
20
多约束耦合问题
末端速度大小、方向、时间、过载等多约束同时满足问题、加权与分层方法、Pareto最优
多约束Pareto
21
制导与控制一体化设计
制导回路与控制回路耦合分析、一体化建模、一体化设计方法、仿真对比
一体化耦合
22
三维空间速度矢量控制
三维制导律扩展、三维滑模面设计、三维MPC、仿真可视化
三维可视化
23
机动目标拦截
目标机动模型、制导律鲁棒性分析、预测制导对机动目标的适应性、仿真验证
机动目标鲁棒
24
制导系统硬件在环仿真
实时仿真系统架构、传感器与执行器模型、硬件接口、半实物仿真案例
HIL半实物
25
制导律性能评估方法
蒙特卡洛打靶、脱靶量统计、控制能量消耗、鲁棒性裕度、评估指标体系
蒙特卡洛评估
26
制导系统不确定性分析
参数不确定性、模型不确定性、外部扰动建模、鲁棒控制方法
不确定性鲁棒
27
制导律数字实现与离散化
连续制导律离散化方法、采样时间选择、数字滤波器设计、计算延迟补偿
离散化延迟补偿
28
制导系统故障诊断与容错控制
故障模式分析、残差生成、故障检测与隔离、容错制导律重构
故障诊断容错
29
多飞行器协同制导
协同时间控制、协同角度控制、分布式协同制导律、一致性理论应用
协同一致性
30
前沿方向与未来展望
人工智能制导、生物启发式制导、量子计算制导、制导律标准化与工程化趋势
AI制导量子