【摘要】：本論文以高速飛行器為研究對象,研究在不確定干擾或模型不確定情況下的姿態(tài)控制問題,為解決具有大范圍不確定性對象的姿態(tài)控制問題提供了新的技術(shù)途徑。首先對先進(jìn)控制方法和自抗擾控制方法的理論研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)研,根據(jù)當(dāng)前的研究基礎(chǔ)和現(xiàn)階段針對特定工程應(yīng)用存在的不足,提出了本論文的研究內(nèi)容和方向。研究和總結(jié)了自抗擾控制的理論基礎(chǔ)。重點(diǎn)對跟蹤指令過渡過程設(shè)計、擴(kuò)張狀態(tài)觀測器和誤差反饋律進(jìn)行了分析和算例仿真,給出了線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器的參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律,研究分析了自抗擾多變量解耦控制的機(jī)理。研究了傳統(tǒng)控制方法的方案設(shè)計。忽略通道間耦合,分別進(jìn)行增益參數(shù)和校正網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計,并進(jìn)行了頻域特性分析和六自由度數(shù)學(xué)仿真。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計方法的方案簡便易行,工程適用性較強(qiáng),同時對通道間的耦合作用、干擾及參數(shù)的不確定性也具有一定的魯棒性,但當(dāng)參數(shù)變化范圍加大時,設(shè)計的難度也相應(yīng)增大。在結(jié)合傳統(tǒng)控制方法和自抗擾擴(kuò)張狀態(tài)觀測器優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,研究構(gòu)建了“傳統(tǒng)控制方法+線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器”的線性自抗擾控制器。研究了由添加線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器所產(chǎn)生的自抗擾網(wǎng)絡(luò)的頻域特性,在以上研究的基礎(chǔ)上分通道設(shè)計了線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器,并以具體的特征點(diǎn)為例進(jìn)行了頻域分析,結(jié)果表明,自抗擾網(wǎng)絡(luò)可提高控制精度,六自由度仿真結(jié)果表明,自抗擾網(wǎng)絡(luò)具有一定的“自適應(yīng)性”,與原控制方法相比,在提高控制精度時還可提升魯棒性。研究了非線性形式的自抗擾控制器的應(yīng)用。采用自抗擾多變量運(yùn)動學(xué)解耦控制對每個回路分別設(shè)計控制器,給出了實(shí)際控制量和虛擬控制量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,應(yīng)用了模型輔助的思想,充分利用模型已知信息,減小了觀測器的觀測壓力。仿真結(jié)果表明,非線性自抗擾控制方法對大范圍不確定性具有很好的適應(yīng)性;對飛行過程中的意外故障也有很好的適應(yīng)能力,控制器的魯棒性比較好。
【學(xué)位授予單位】：中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V249.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2713906