考慮發(fā)生發(fā)動機推力損失故障的空天飛行器,針對直接力、氣動力復(fù)合容錯控制問題,設(shè)計一種基于自適應(yīng)滑模的容錯控制策略。首先,對于發(fā)生推力損失故障的擺動發(fā)動機,考慮X型安裝的實際特點,對線性化后的俯仰通道控制模型進行故障等效,并采用自適應(yīng)的方法對故障及干擾信息進行估計,綜合利用舵面與發(fā)動機擺動角進行容錯控制器設(shè)計。其次,考慮縱向容錯控制對飛行器橫側(cè)向穩(wěn)定性的影響,基于自適應(yīng)反步的方法,利用方向舵與組合工作的左、右升降舵抵消干擾力矩的影響,保證橫側(cè)向的穩(wěn)定。最后,基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論,對所采用方法進行了分析,并通過仿真結(jié)果驗證了所設(shè)計的復(fù)合容錯控制方案的有效性。 

【文章來源】：航空學(xué)報. 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

圖４速度的輸出跟蹤和誤差

航空學(xué)報６２３８５０－９圖５高度的輸出跟蹤和誤差Ｆｉｇ．５Ｏｕｔｐｕｔｔｒａｃｋｉｎｇｏｆａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｅｒｒｏｒ圖６姿態(tài)角響應(yīng)Ｆｉｇ．６Ｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｔｔｉｔｕｄｅａｎｇｌｅｓ圖７故障因子的估計Ｆｉｇ．７Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｆａｕｌｔｆａｃｔｏｒ４結(jié)論１）某個發(fā)動機故障情況下，利用擺動發(fā)動機的組合與舵面進行復(fù)合補償，發(fā)動機擺動角和舵圖８側(cè)滑角及速度滾轉(zhuǎn)角Ｆｉｇ．８Ｓｉｄｅｓｌｉｐａｎｇｌｅａｎｄｒｏｌｌａｎｇｌｅｏｆｖｅｌｏｃｉｔｙ圖９偏航及滾轉(zhuǎn)角速度Ｆｉｇ．９Ｙａｗａｎｄｒｏｌｌｒａｔｅ圖１０油門開度Ｆｉｇ．１０Ｔｈｒｏｔｔｌｅｏｐｅｎｉｎｇ面偏轉(zhuǎn)角均在較小的調(diào)整范圍內(nèi)，實現(xiàn)了俯仰通道的跟蹤控制。２）發(fā)動機擺動角的設(shè)計基于故障因子的估計，一方面滿足俯仰通道控制任務(wù)的需求，另一方面盡可能降低了對橫側(cè)向的影響，姿態(tài)角以弧度制處于－２次方的數(shù)量級波動。

航空學(xué)報６２３８５０－９圖５高度的輸出跟蹤和誤差Ｆｉｇ．５Ｏｕｔｐｕｔｔｒａｃｋｉｎｇｏｆａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｅｒｒｏｒ圖６姿態(tài)角響應(yīng)Ｆｉｇ．６Ｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｔｔｉｔｕｄｅａｎｇｌｅｓ圖７故障因子的估計Ｆｉｇ．７Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｆａｕｌｔｆａｃｔｏｒ４結(jié)論１）某個發(fā)動機故障情況下，利用擺動發(fā)動機的組合與舵面進行復(fù)合補償，發(fā)動機擺動角和舵圖８側(cè)滑角及速度滾轉(zhuǎn)角Ｆｉｇ．８Ｓｉｄｅｓｌｉｐａｎｇｌｅａｎｄｒｏｌｌａｎｇｌｅｏｆｖｅｌｏｃｉｔｙ圖９偏航及滾轉(zhuǎn)角速度Ｆｉｇ．９Ｙａｗａｎｄｒｏｌｌｒａｔｅ圖１０油門開度Ｆｉｇ．１０Ｔｈｒｏｔｔｌｅｏｐｅｎｉｎｇ面偏轉(zhuǎn)角均在較小的調(diào)整范圍內(nèi)，實現(xiàn)了俯仰通道的跟蹤控制。２）發(fā)動機擺動角的設(shè)計基于故障因子的估計，一方面滿足俯仰通道控制任務(wù)的需求，另一方面盡可能降低了對橫側(cè)向的影響，姿態(tài)角以弧度制處于－２次方的數(shù)量級波動。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高超聲速飛行器模型及控制若干問題綜述[J]. 張超凡,宗群,董琦,田栢苓,葉林奇.  信息與控制. 2017(01)
[2]近空間高超聲速飛行器控制的幾個科學(xué)問題研究[J]. 孫長銀,穆朝絮,余瑤.  自動化學(xué)報. 2013(11)
[3]基于自適應(yīng)滑模與模糊控制的導(dǎo)彈直接力/氣動力復(fù)合控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[J]. 董朝陽,王楓,高曉穎,王青.  航空學(xué)報. 2008(01)
[4]空天飛行器六自由度數(shù)學(xué)建模研究[J]. 朱亮,姜長生,方煒.  航天控制. 2006(04)

碩士論文
[1]考慮控制方向不確定的高超聲速飛行器自適應(yīng)容錯控制研究[D]. 徐斌彥.南京航空航天大學(xué) 2019



本文編號：3509312