由于高超聲速飛行器再入飛行的穩(wěn)定性與安全性至關(guān)重要,再入段發(fā)生故障時亟需合適的容錯方案,以保證飛行器的安全。本文以高超聲速飛行器為研究對象,針對飛行器發(fā)生故障的情況,對高超聲速飛行器再入制導(dǎo)與故障下軌跡重構(gòu)技術(shù)做了一定的研究。首先,介紹了本課題的研究背景和意義,綜述了國內(nèi)外高超聲速飛行器的發(fā)展現(xiàn)狀。概述了本文研究的核心問題:再入制導(dǎo)問題,簡要概述了目前高超聲速飛行器再入制導(dǎo)技術(shù)、軌跡重構(gòu)技術(shù)和制導(dǎo)控制一體化設(shè)計的研究現(xiàn)狀,分析了已有成果中主要存在的問題。其次,針對高超聲速飛行器再入制導(dǎo)模型,在滿足一系列約束條件下,設(shè)計高超聲速飛行器預(yù)測校正再入制導(dǎo)算法。為了解決制導(dǎo)算法采用固定攻角模型時故障下無法完成再入任務(wù)要求的局限,本文以過載作為中間變量,采用反饋線性化理論分別在橫向和縱向上設(shè)計制導(dǎo)律,并增加橫向機(jī)動策略實(shí)現(xiàn)速度的反饋控制,獲得了非固定攻角和平滑的傾側(cè)角指令,完成了高超聲速飛行器再入制導(dǎo)任務(wù),從而為故障下在線軌跡重構(gòu)提供基本保障。再次,考慮高超聲速飛行器故障下安全再入飛行問題,針對飛行器發(fā)生較大故障的情況,提出了基于相鄰可行軌跡存在定理（NFTET）的魯棒在線軌跡重構(gòu)算法。在標(biāo)稱情... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 高超聲速飛行器發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 再入制導(dǎo)及軌跡重構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 再入制導(dǎo)問題
        1.3.2 再入制導(dǎo)方法研究現(xiàn)狀
        1.3.3 再入軌跡重構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.3.4 制導(dǎo)控制一體化研究現(xiàn)狀
    1.4 存在的問題
    1.5 本文研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 高超聲速飛行器再入段運(yùn)動模型介紹
    2.1 引言
    2.2 再入運(yùn)動模型
        2.2.1 再入制導(dǎo)模型
        2.2.2 再入姿態(tài)模型
        2.2.3 氣動力模型
    2.3 再入約束條件
        2.3.1 路徑約束
        2.3.2 終端約束
        2.3.3 控制約束
        2.3.4 再入飛行走廊分析
    2.4 故障與擾動模型
        2.4.1 故障模型
        2.4.2 擾動模型
    2.5 再入制導(dǎo)與軌跡重構(gòu)目標(biāo)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于反饋線性化的高超聲速飛行器預(yù)測校正再入制導(dǎo)
    3.1 引言
    3.2 再入約束轉(zhuǎn)換
    3.3 再入制導(dǎo)律設(shè)計
        3.3.1 縱向制導(dǎo)律設(shè)計
        3.3.2 橫向制導(dǎo)律設(shè)計
        3.3.3 終端速度反饋設(shè)計
        3.3.4 獲取制導(dǎo)指令
    3.4 仿真驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于NFTET的高超聲速飛行器魯棒軌跡重構(gòu)設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 軌跡重構(gòu)問題描述
    4.3 基于NFTET的魯棒軌跡重構(gòu)算法
    4.4 故障下再入軌跡重構(gòu)設(shè)計
        4.4.1 標(biāo)稱軌跡設(shè)計
        4.4.2 重構(gòu)軌跡設(shè)計
    4.5 仿真驗(yàn)證
        4.5.1 重構(gòu)軌跡仿真
        4.5.2 擾動偏差仿真
    4.6 本章小結(jié)
第五章 高超聲速飛行器再入自適應(yīng)容錯制導(dǎo)控制一體化
    5.1 引言
    5.2 制導(dǎo)控制一體化全耦合模型
    5.3 自適應(yīng)容錯制導(dǎo)控制一體化設(shè)計
        5.3.1 制導(dǎo)控制一體化設(shè)計
        5.3.2 投影算子
        5.3.3 穩(wěn)定性分析
    5.4 仿真驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄與參加科研情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高超聲速飛行器關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展分析[J]. 趙鵬飛,董長虹.  飛航導(dǎo)彈. 2017(10)
[2]基于NFTET的高超聲速飛行器魯棒軌跡重構(gòu)設(shè)計[J]. 郭小平,齊瑞云.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2017(S1)
[3]國外高超聲速飛行器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 姜鵬,匡宇,謝小平,張文廣,彭奇峰,康宇航.  飛航導(dǎo)彈. 2017(07)
[4]故障下高超聲速飛行器再入在線軌跡重構(gòu)[J]. 楊鵬宇,齊瑞云,郭小平.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2017(04)
[5]基于向量Lyapunov函數(shù)方法的高超聲速飛行器著陸段一體化導(dǎo)引與控制律設(shè)計[J]. 李鯤,嚴(yán)晗,季海波,王勝慧,邸健,劉淼豐.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2017(04)
[6]高超聲速飛行器滑翔制導(dǎo)方法綜述[J]. 潘亮,謝愈,彭雙春,徐明亮,袁天保.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[7]吸氣式高超聲速飛行器制導(dǎo)與控制方法綜述[J]. 王勇,張艷,白辰,傅瑜,檀朋碩.  兵器裝備工程學(xué)報. 2017(04)
[8]JF12長實(shí)驗(yàn)時間激波風(fēng)洞10°尖錐氣動力實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉云峰,汪運(yùn)鵬,苑朝凱,羅長童,姜宗林.  氣體物理. 2017(02)
[9]國外高超聲速飛行器及技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 張紹芳,葉蕾.  中國航天. 2016(12)
[10]高超聲速滑翔飛行器再入段制導(dǎo)方法綜述[J]. 劉思源,梁子璇,任章,李清東.  中國空間科學(xué)技術(shù). 2016(06)

博士論文
[1]高超聲速滑翔飛行器再入制導(dǎo)控制技術(shù)研究[D]. 李強(qiáng).北京理工大學(xué) 2015
[2]基于反步法的高超聲速飛行器魯棒自適應(yīng)控制[D]. 王芳.天津大學(xué) 2014
[3]魯棒非線性導(dǎo)引與控制律一體化設(shè)計研究[D]. 嚴(yán)晗.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]高超聲速飛行器再入軌跡優(yōu)化與容錯制導(dǎo)研究[D]. 楊鵬宇.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]高超聲速飛行器再入段預(yù)測校正制導(dǎo)研究[D]. 王光倫.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：2949897