本文關(guān)鍵詞：高超聲速飛行器再入段姿態(tài)控制研究

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【摘要】：現(xiàn)階段,高超聲速飛行器的相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速,并且具有了越來(lái)越顯著的戰(zhàn)略意義和民用價(jià)值。由于再入飛行過(guò)程中氣動(dòng)環(huán)境變化極為復(fù)雜,同時(shí)模型不確定性很大,這些問(wèn)題使其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得十分困難。無(wú)法利用線性控制系統(tǒng)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì),所以有必要對(duì)具有較強(qiáng)魯棒性和穩(wěn)定性的非線性控制方法進(jìn)行研究和探索。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的總結(jié),充分分析再入飛行特點(diǎn)并對(duì)模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化,建立了面向控制的高超聲速飛行器無(wú)動(dòng)力再入飛行數(shù)學(xué)模型,給出氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩系數(shù),為了更加真實(shí)的反應(yīng)再入飛行特性,建立起大氣模型。通過(guò)分析系統(tǒng)的開環(huán)特性,給出系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)特性以及三通道耦合特性,同時(shí)得出單一通道設(shè)計(jì)控制器的方法很難滿足控制需求的結(jié)論。通過(guò)對(duì)模型的數(shù)學(xué)分析和對(duì)非線性控制方法的深入學(xué)習(xí),首先,采用了反步法與動(dòng)態(tài)逆相結(jié)合的控制策略,并應(yīng)用跟蹤微分器的特點(diǎn)獲得反步法中虛擬控制量微分信號(hào),避免了“微分爆炸”問(wèn)題,根據(jù)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的性質(zhì)設(shè)計(jì)擾動(dòng)觀測(cè)器,對(duì)控制律進(jìn)行補(bǔ)償,進(jìn)一步提升系統(tǒng)的魯棒特性。其次,基于時(shí)標(biāo)分離原則,引入高階滑模擾動(dòng)觀測(cè)器,通過(guò)有限時(shí)間滑模面和有限時(shí)間趨近律的設(shè)計(jì),使得系統(tǒng)達(dá)到有限時(shí)間穩(wěn)定,有效提高了系統(tǒng)的收斂速度和精度。本文充分利用了反步法,動(dòng)態(tài)逆,滑�？刂频认冗M(jìn)非線性控制策略,對(duì)高超聲速飛行器再入姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V448.2

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1274469