本文關(guān)鍵詞：高超聲速飛行器縱向平面制導(dǎo)控制一體化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2015年

高超聲速飛行器縱向平面制導(dǎo)控制一體化設(shè)計(jì)

許昱涵  

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高超聲速飛行器在軍事上有著愈發(fā)重要的戰(zhàn)略地位。與以往的將制導(dǎo)與控制系統(tǒng)分開設(shè)計(jì)相比,制導(dǎo)與控制一體化的控制器設(shè)計(jì)可以有效發(fā)揮飛行器機(jī)動(dòng)性能,具有更高的打擊精度。本文主要研究高超聲速飛行器縱向平面運(yùn)動(dòng)的制導(dǎo)控制一體化的系統(tǒng)建模、一體化控制器設(shè)計(jì)以及在實(shí)際情況下,對攔截點(diǎn)俯仰角進(jìn)行約束的一體化控制器設(shè)計(jì)。首先,本文選用錐形體(Winged-Cone)高超聲速飛行器為研究對象,并以零控脫靶量為制導(dǎo)設(shè)計(jì)目標(biāo),選取合適的系統(tǒng)變量以及輸入輸出,得到高超聲速飛行器縱向平面的制導(dǎo)控制一體化控制模型。再考慮在對攔截點(diǎn)俯仰角進(jìn)行約束的情況下,選取合適的系統(tǒng)狀態(tài)變量,構(gòu)建帶有俯仰角約束的縱向平面制導(dǎo)控制一體化控制模型。另外,介紹了相關(guān)的仿真結(jié)構(gòu)和模型。其次,介紹了本文應(yīng)用的自適應(yīng)濾波反步控制方法,可以有效避免反步法(backstepping)引發(fā)的“計(jì)算膨脹”問題。簡要概述了反步法(backstepping)求解的基本步驟和選取滑動(dòng)面和虛擬控制量的基本原理。給出了本文采用的濾波器具體形式,并介紹了選用自適應(yīng)律估計(jì)系統(tǒng)不確定量的思路。再次,對一體化系統(tǒng)控制模型給出基于自適應(yīng)濾波反步方法的控制算法,解決了含有系統(tǒng)非匹配不確定性的時(shí)變非線性系統(tǒng)控制問題。再顯式考慮氣動(dòng)參數(shù)的變化,對上述控制算法進(jìn)行改進(jìn),在形式上更加完整。經(jīng)仿真分析,一體化控制算法及改進(jìn)后的控制算法保持系統(tǒng)穩(wěn)定,并精確打擊地面靜止目標(biāo)及機(jī)動(dòng)目標(biāo)。最后,基于帶有俯仰角約束的高超聲速飛行縱向平面制導(dǎo)控制一體化控制模型,提出自適應(yīng)濾波反步控制算法。經(jīng)仿真分析得到,此控制算法可有效地對含有系統(tǒng)非匹配不確定性的時(shí)變非線性系統(tǒng)進(jìn)行控制,維持系統(tǒng)穩(wěn)定,精確跟蹤目標(biāo),并在攔截點(diǎn)以期望姿態(tài)角攻擊目標(biāo),達(dá)到控制器設(shè)計(jì)目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】：
【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】：2015
【分類號(hào)】：V249.12
【目錄】：

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