【摘要】：航空航天技術的發(fā)展對于各國各地區(qū)來說具有相當重要的戰(zhàn)略意義,而飛行器的姿態(tài)控制是航空航天發(fā)展的重點研究方向,針對高動態(tài)、快時變、非線性以及強耦合性的高速飛行器而言,姿態(tài)控制是極其重要的一環(huán)。本文針對高速飛行器進行了姿態(tài)控制系統(tǒng)的研究。首先建立了高速飛行器的非線性時變模型,并對模型的不確定性參數(shù)進行分析。然后介紹自抗擾控制(active disturbance rejection controller,ADRC)技術,并根據(jù)自抗擾控制技術改造飛行器模型,同時設計出了經(jīng)典的二階自抗擾控制器,結果表明因為忽略了過多不確定因素和未建模模態(tài)的原因,使得控制量產(chǎn)生大幅抖動。然后為了解決經(jīng)典二階自抗擾控制器所帶來的問題,本文提出了串級自抗擾控制,基于反步法的思想,將飛行器系統(tǒng)分為內(nèi)外環(huán),內(nèi)環(huán)系統(tǒng)中的自抗擾控制器控制飛行器的角速度,外環(huán)系統(tǒng)中的自抗擾控制控制飛行器的氣動角。通過仿真表明,串級自抗擾控制器具有較好的控制效果,在加入不確定性干擾后,串級自抗擾控制器有著較好的控制效果之外,還有具有著優(yōu)秀的魯棒性。最后為了解決魯棒性問題,本文從工程應用的角度出發(fā),提出一種采用隨機魯棒方法對串級自抗擾控制器參數(shù)進行優(yōu)化的方法,通過隨機魯棒優(yōu)化的方法,既保證串級自抗擾控制器的魯棒性,又能提升串級自抗擾控制器的控制效果。
【圖文】：

標系vS心與坐標系vS 的原點重合，記作 O，vOxV 方向垂直，在飛行器機體的縱向平面內(nèi)定則，即垂直于平面v vOx y 并指向機體右所受到的氣動力，，即阻力D、升力L和側度坐標系和機體坐標系的相對關系，可ic angles）： ：飛行器的速度矢量V 在飛行器機體的縱角，bOx 軸在速度矢量V 的投影上方為正 ：飛行器的速度矢量V 與飛行器機體的飛行器機體縱向平面的右側為正。

圖 3-2 最速控制綜合函數(shù)（fhan 函數(shù)）曲面圖控制綜合函數(shù) fhan 函數(shù)替代式(3.1)中的符號函數(shù)sign，將其作為過渡過程，則安排過渡過程如下：1 02 01 1 22 2( , , , )( 1) ( ) ( )( 1) ( )e x xfh fhan e x r hx k x k hx kx k x k h fh 0x 是給定量，0r 為參數(shù)，1x 為跟蹤信號，2x 為跟蹤信程(3.3)和曲面圖 3-2 可以得到，若1x 從非 0 值出發(fā)，總沒有抖振現(xiàn)象。x1x2-0.51-1
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V249.1;V448

【參考文獻】

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3 郁嘉;楊鵬飛;嚴德;;高超聲速飛行器模型不確定性影響分析[J];航空學報;2015年01期

4 朱小明;張慧斌;;PSO算法的穩(wěn)定性分析及算法改進[J];計算機科學;2013年03期

5 萬暉;;自抗擾控制器的絕對穩(wěn)定性分析[J];上海電力學院學報;2011年05期

6 孟中杰;閆杰;;彈性高超聲速飛行器建模及精細姿態(tài)控制[J];宇航學報;2011年08期

7 黃宜慶;王莉;孫長銀;;具有極點約束的高超聲速飛行器非脆弱最優(yōu)H_2/LQR控制[J];上海交通大學學報;2011年03期

8 李春娟;何墉;;一類線性切換系統(tǒng)的非脆弱控制器設計方法[J];計算技術與自動化;2010年02期

9 崔爾杰;;近空間飛行器研究發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術問題[J];力學進展;2009年06期

10 高道祥;孫增圻;;高超聲速飛行器離散模糊自適應控制[J];空間控制技術與應用;2009年05期

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3 李益翔;美國高超聲速飛行器發(fā)展歷程研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

4 邱搏博;高超聲速飛行器改進自抗擾控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

本文編號：2604825