本文關(guān)鍵詞：推力矢量飛行器容錯控制研究

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【摘要】：推力矢量技術(shù)能使飛行器實(shí)現(xiàn)操縱面冗余,提升飛行器的飛行性能,受到了世界各軍事強(qiáng)國越來越多的關(guān)注,飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也因此變得更復(fù)雜。設(shè)計(jì)控制律協(xié)調(diào)操縱面偏轉(zhuǎn)組合使飛行器操縱面優(yōu)化配置以及在舵面故障情況下最大限度利用冗余操縱面具有重要的意義。本文主要工作如下:首先建立了推力矢量飛行器的非線性數(shù)學(xué)模型。對飛行器開環(huán)零輸入響應(yīng)、通道耦合特性和外部力矩干擾進(jìn)行了的分析,驗(yàn)證了所建立的飛行器模型的準(zhǔn)確性。其次,針對飛行時外部直接力矩干擾和系統(tǒng)逆誤差,設(shè)計(jì)了基于滑模觀測器和模糊整定PI的動態(tài)逆控制器,并采用眼鏡蛇機(jī)動這一典型的超機(jī)動動作對設(shè)計(jì)的控制器和傳統(tǒng)非線性動態(tài)逆控制器進(jìn)行仿真對比,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制器的有效性與優(yōu)越性。再次,對推力矢量飛行器的舵面故障建模,分別設(shè)計(jì)了基于偽逆控制分配和基于串接鏈控制分配的容錯控制律,并對水平方向舵舵面失效和卡死兩種情形分別進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了這兩種容錯控制律的優(yōu)越性。最后,由于推力矢量舵面的動態(tài)特性不同于傳統(tǒng)舵面,對推力矢量飛行器進(jìn)行動態(tài)控制分配的研究,研究了其動態(tài)控制分配算法和舵面故障下的動態(tài)容錯控制分配算法。仿真結(jié)果表明采用動態(tài)控制分配算法相對于傳統(tǒng)靜態(tài)控制分配算法姿態(tài)角跟蹤性能更好;舵面失效故障下,動態(tài)容錯控制分配算法能有效提高飛行器姿態(tài)角跟蹤質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249.1

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