本文關(guān)鍵詞：飛行器縱向軌跡的L1自適應(yīng)控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文重點研究了飛機縱向軌跡的1L自適應(yīng)控制。首先對飛機縱向運動建模,將飛行狀態(tài)變化的飛機縱向運動模型抽象為參數(shù)不確定(在范圍內(nèi)變化)的傳遞函數(shù),采用1L自適應(yīng)控制理論對模型進行控制律設(shè)計并進行數(shù)學(xué)仿真。與傳統(tǒng)根軌跡法設(shè)計所得到的仿真結(jié)果進行比較,保證了控制律參數(shù)的全局收斂,對系統(tǒng)參數(shù)攝動具有良好的動態(tài)響應(yīng),同時對縱向非線性運動的1L自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計進行了初步的研究�？v向自動飛行控制系統(tǒng)的任務(wù)是要完成對飛機航跡、速度的控制,而為完整的實現(xiàn)對縱向軌跡及速度的控制,其設(shè)置了多種控制模式:俯仰角保持和控制、垂直速度保持和控制、空速保持和控制、高度保持和控制、GS下滑信標以及垂直導(dǎo)航模式。其中俯仰角、垂直速度、高度保持及垂直導(dǎo)航部分是本文所要研究的。在縱向運動中,俯仰角及俯仰角速率控制是作為高度保持及垂直速度保持的內(nèi)回路而存在的,而在實際的飛行過程中,可將整個飛行階段分為準備-截獲高度-跟蹤或保持高度3個階段,在每個階段采用高度保持控制或垂直速度控制系統(tǒng),這就完成了對飛機任意高度的跟蹤和保持,也就是飛機的垂直導(dǎo)航模式。在傳統(tǒng)的縱向自動飛行控制系統(tǒng)中,各個控制模式的設(shè)計原則為;在俯仰角及俯仰角速率控制內(nèi)回路中,通過對俯仰角及俯仰角速率的線性反饋,保證系統(tǒng)良好的動力學(xué)特性;在以俯仰角及俯仰角速率控制為內(nèi)回路的高度控制及垂直速度控制回路中,則通過高度或縱向速度的反饋進行PI或PD控制;在垂直導(dǎo)航模式中,則分別在每個階段分別執(zhí)行高度保持或垂直速度控制模式。各個控制模式控制律設(shè)計是依據(jù)于確定動力學(xué)模型得到的,然而在實際飛行過程中,飛行狀態(tài)不斷變化,相應(yīng)飛機縱向運動模型也不斷變化,則無法保證控制參數(shù)對被控對象的全局收斂。1L自適應(yīng)控制對被控對象參數(shù)不確定具有良好的控制效果,飛行狀態(tài)不斷變化的飛機縱向運動模型可構(gòu)建為參數(shù)不確定但有界的傳遞函數(shù)。因而采用1L自適應(yīng)控制對飛機縱向自動飛行控制系統(tǒng)進行控制律設(shè)計,可以保證控制律參數(shù)的全局收斂,同時對變化飛行狀態(tài)有一致的動力學(xué)輸出。在縱向運動過程中,若姿態(tài)角不再是小量,則對縱向運動的線性模型是失效的,其無法確切描述縱向運動中姿態(tài)角變化的動力學(xué)特性。本文對大迎角機動的飛行狀態(tài)進行縱向運動的非線性建模,并以1L自適應(yīng)理論對其進行控制律設(shè)計。最后進行數(shù)學(xué)仿真并分析結(jié)果,表明了1L自適應(yīng)控制對非線性系統(tǒng)是有效的。
【關(guān)鍵詞】：1L自適應(yīng)控制 飛機縱向自動飛行控制系統(tǒng) 非線性 控制 暫態(tài)性能
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V249
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 縱向自動飛行控制系統(tǒng)11
• 1.2 縱向飛機自動飛行控制系統(tǒng)設(shè)計11-12
• 1.3 自適應(yīng)控制發(fā)展歷程12-14
• 1.4 國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀14-15
• 1.5 面臨問題與發(fā)展方向15-16
• 1.6 論文結(jié)構(gòu)及主要工作16-18
• 第2章 飛機縱向自動飛行控制系統(tǒng)18-33
• 2.1 飛行動力學(xué)基礎(chǔ)18-20
• 2.1.1 坐標系18-19
• 2.1.2 飛機運動變量及坐標系變換19-20
• 2.2 飛機動力學(xué)建模20-22
• 2.2.1 剛體飛機運動方程20-21
• 2.2.2 縱向線性方程及傳遞函數(shù)21-22
• 2.3 飛機縱向自動飛行控制系統(tǒng)22-32
• 2.3.1 俯仰角保持和控制模式23-26
• 2.3.2 垂直速度保持和控制模式26-28
• 2.3.3 高度保持和控制模式28-30
• 2.3.4 垂直導(dǎo)航模式30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 L1自適應(yīng)控制理論33-41
• 3.1 L1自適應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及預(yù)備知識33-36
• 3.1.1 L1自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)33-34
• 3.1.2 理論基礎(chǔ)與預(yù)備知識34-36
• 3.2 狀態(tài)預(yù)測器36-37
• 3.3 自適應(yīng)律設(shè)計37
• 3.4 控制律設(shè)計37-38
• 3.5 穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)性能分析38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 飛行器縱向軌跡的L1自適應(yīng)控制41-53
• 4.1 俯仰角控制回路的L1自適應(yīng)控制律設(shè)計41-46
• 4.2 垂直速度及高度控制回路的L1自適應(yīng)控制律設(shè)計46-50
• 4.3 垂直導(dǎo)航模式數(shù)學(xué)仿真50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 縱向非線性運動的L1自適應(yīng)控制53-60
• 5.1 非線性系統(tǒng)的L1自適應(yīng)控制方法53-54
• 5.2 縱向運動的非線性建模實例54
• 5.3 L1自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計及數(shù)學(xué)仿真54-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單66-67
• 致謝67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐軍,張明廉,屠巴寧;敏捷性飛機飛行控制系統(tǒng)設(shè)計方法研究[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;1999年01期

2 李雪松;李穎暉;鐘世剛;李霞;徐浩軍;;小型無人機L_1自適應(yīng)縱向控制設(shè)計[J];飛行力學(xué);2011年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李曉紅;臨近空間高超聲速飛行器的L_1自適應(yīng)控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：飛行器縱向軌跡的L1自適應(yīng)控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：297081