在大空域再入過程中高超聲速飛行器存在強非線性、強耦合、參數(shù)快時變等特點,這些問題對姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計提出了極大地挑戰(zhàn)。為了解決現(xiàn)代空間任務(wù)存在的上述問題,本文針對高超聲速飛行器的再入飛行過程開展了基于自適應模糊邏輯系統(tǒng)的滑模姿態(tài)控制相關(guān)方向的方法研究。針對滑模姿態(tài)控制的響應速度以及系統(tǒng)的魯棒性問題,開展了基于直接自適應快速模糊控制器的積分滑模姿態(tài)控制研究。首先,通過對傳統(tǒng)直接自適應模糊控制器提出改進,使其自適應律具有更快的調(diào)節(jié)速度,以保證被控系統(tǒng)輸出具有快速響應特性。其次,為了增強控制系統(tǒng)的魯棒性,將改進后的自適應快速模糊控制器與積分滑模相結(jié)合,使得最終的控制系統(tǒng)既具有快速響應特性,又具有針對模型不確定和外部擾動的魯棒性。同時,針對姿態(tài)控制器的輸入受限問題,將前面設(shè)計的控制器改進為抗飽和的自適應魯棒控制器,且可以保證滑模面在有限時間內(nèi)收斂到一較小的范圍內(nèi),并通過理論分析和數(shù)值仿真證明了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后,數(shù)值仿真對系統(tǒng)的良好特性給出了驗證。針對目前的PID型滑模姿態(tài)控制律在PID參數(shù)選擇上的權(quán)衡問題,研究了基于自適應模糊邏輯系統(tǒng)的PID型滑模姿態(tài)控制律,使閉環(huán)系統(tǒng)的響應動態(tài)由初始時... 

【文章來源】：北京理工大學北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 高超聲速飛行器的發(fā)展概況
    1.3 高超聲速飛行器控制方法綜述
        1.3.1 反饋線性化/動態(tài)逆方法
        1.3.2 滑�？刂�
        1.3.3 模糊控制
        1.3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
    1.4 研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第2章 高超聲速飛行器建模
    2.1 引言
    2.2 高超聲速飛行器非線性數(shù)學模型
        2.2.1 常用坐標系
        2.2.2 各坐標系間的關(guān)系及轉(zhuǎn)換
        2.2.3 作用在飛行器上的力和力矩
    2.3 高超聲速飛行器六自由度剛體運動方程組
    2.4 高超聲速飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)的反饋線性化模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 自適應模糊積分滑模姿態(tài)控制
    3.1 引言
    3.2 直接自適應模糊姿態(tài)控制律設(shè)計
    3.3 自適應模糊積分滑模姿態(tài)控制律設(shè)計
    3.4 仿真分析
        3.4.1 AFF控制律與AF控制律性能比較
        3.4.2 AFFSMC控制律的魯棒性能驗證以及與AFF的性能比較
        3.4.3 飛行器存在控制飽和時AFFSMC控制律性能驗證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應模糊PID型滑模姿態(tài)控制
    4.1 引言
    4.2 自適應模糊PID型滑模控制
        4.2.1 模糊參數(shù)自適應律設(shè)計
        4.2.2 自適應模糊PID型滑�？刂破髟O(shè)計
    4.3 基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測器的自適應模糊PID型滑�？刂破髟O(shè)計
        4.3.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應律設(shè)計
        4.3.2 滑模控制器設(shè)計
    4.4 仿真分析
        4.4.1 常增益PID型滑模（CPID-SMC）控制律和模糊自適應PID型滑模（AFPID-SMC）控制律針對標稱模型的控制性能比較
        4.4.2 AFPID-SMC 控制律魯棒性能驗證及與 CPID-SMC 控制律魯棒性的比較
        4.4.3 AFPID-SMC-RBF和AFPID-SMC控制律魯棒性比較及與CPID-SMC控制律性能的比較
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于魯棒微分器的全階非奇異終端滑模姿態(tài)控制
    5.1 引言
    5.2 全階終端滑模姿態(tài)控制律設(shè)計
        5.2.1 全階終端滑模姿態(tài)控制器設(shè)計
        5.2.2 魯棒微分器設(shè)計
    5.3 數(shù)值仿真
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝



本文編號：3567580