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,并且具有了越來越顯著的戰(zhàn)略意義和民用價值。由于再入飛行過程中氣動環(huán)境變化極為復(fù)雜,同時模型不確定性很大,這些問題使其控制系統(tǒng)的設(shè)計變得十分困難。無法利用線性控制系統(tǒng)的方法進行設(shè)計,所以有必要對具有較強魯棒性和穩(wěn)定性的非線性控制方法進行研究和探索。本文通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻的總結(jié),充分分析再入飛行特點并對模型進行合理簡化,建立了面向控制的高超聲速飛行器無動力再入飛行數(shù)學(xué)模型,給出氣動力和氣動力矩系數(shù),為了更加真實的反應(yīng)再入飛行特性,建立起大氣模型。通過分析系統(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,同時得出單一通道設(shè)計控制器的方法很難滿足控制需求的結(jié)論。通過對模型的數(shù)學(xué)分析和對非線性控制方法的深入學(xué)習(xí),首先,采用了反步法與動態(tài)逆相結(jié)合的控制策略,并應(yīng)用跟蹤微分器的特點獲得反步法中虛擬控制量微分信號,避免了“微分爆炸”問題,根據(jù)擴張狀態(tài)觀測器的性質(zhì)設(shè)計擾動觀測器,對控制律進行補償,進一步提升系統(tǒng)的魯棒特性。其次,基于時標(biāo)分離原則,引入高階滑模擾動觀測器,通過有限時間滑模面和有限時間趨近律的設(shè)計,使得系統(tǒng)達到有限時間穩(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,動態(tài)逆,滑�？刂频认冗M非線性控制策略,對高超聲速飛行器再入姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計進行了深入研究。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V448.2

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