本文關(guān)鍵詞：高超聲速飛行器的增益調(diào)度控制器設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 高超聲速飛行器 極點配置 執(zhí)行器飽和 增益調(diào)度 LPV

【摘要】：當(dāng)前隨社會經(jīng)濟和高新技術(shù)的發(fā)展,高超聲速飛行器領(lǐng)域的相關(guān)研究越來越成為全世界各國科技發(fā)展的前沿和重點,各國都不斷加深對高超聲速飛行器相關(guān)的研究和探索,對我國而言,目前國防和經(jīng)濟發(fā)展面臨嚴(yán)峻的壓力和挑戰(zhàn),從維護國家利益和發(fā)展角度,開展對高超聲速飛行器的研究十分必要和緊迫。由于高超聲速飛行器本身為一非線性模型并具有:結(jié)構(gòu)一體化,飛行速度快,飛行環(huán)境復(fù)雜等特點,導(dǎo)致對其控制問題是當(dāng)今高超聲速飛行器研究的一個重點和難點,本文選取高超聲速飛行器縱向模型為對象,對其模型進行深入研究,而后設(shè)計一個狀態(tài)反饋控制器,隨后考慮執(zhí)行器飽和的問題,設(shè)計一種帶執(zhí)行器飽和的增益調(diào)度反饋控制器并進行仿真驗證。首先,完成對高超聲速飛行器縱向模型的建模工作,根據(jù)蘭利實驗室的高超聲速飛行器全狀態(tài)模型通過合理的假設(shè),進行推導(dǎo),獲得高超聲速飛行器縱向模型,而后對高超聲速飛行器縱向模型進行研究,分析其每一個參數(shù)、變量的物理含義,并與傳統(tǒng)的剛體飛行器模型進行對比,比較它們之間的差異。同時運用MATLAB軟件對其模型進行搭建并驗證。其次,將高超聲速飛行器縱向模型的分為長周期模態(tài)和短周期模態(tài),針對隸屬于長周期模態(tài)的軌跡跟蹤部分,通過線性分式變換(LFT)的方法將其轉(zhuǎn)化為一LPV模型,并對模型展開研究,為進一步研究工作打下模型方面的基礎(chǔ)。再次,在某一預(yù)定的平衡點完成對縱向模型的線性化工作,針對線性化之后的模型展開初步研究,分析其開環(huán)特性,而后設(shè)計一狀態(tài)反饋控制器,主要基于極點配置的方法進行,通過仿真得到結(jié)果,從理論上實現(xiàn)對系統(tǒng)的鎮(zhèn)定目的。并將控制器應(yīng)用到高超聲速飛行器縱向模型之上,完成控制器設(shè)計工作。最后,因為傳統(tǒng)的狀態(tài)反饋控制方法具有一定缺陷,所以針對縱向模型,考慮一個很重要的執(zhí)行器飽和問題,基于增益調(diào)度控制理論設(shè)計一種帶執(zhí)行器飽和的增益調(diào)度反饋控制器,并進行仿真驗證及穩(wěn)定性分析。
【關(guān)鍵詞】：高超聲速飛行器 極點配置 執(zhí)行器飽和 增益調(diào)度 LPV
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V249
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題背景及研究意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 高超聲速飛行器研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 高超聲速飛行器控制方法研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 增益調(diào)度控制研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 高超聲速飛行器縱向模型及特性分析20-37
• 2.1 引言20
• 2.2 高超聲速飛行器研究常用概念簡述20-24
• 2.2.1 常用坐標(biāo)系定義20-21
• 2.2.2 常用角度參數(shù)定義21-22
• 2.2.3 常用坐標(biāo)系變換22-24
• 2.3 高超聲速飛行器縱向模型24-29
• 2.3.1 建模準(zhǔn)備工作24
• 2.3.2 高超聲速飛行器縱向模型推導(dǎo)24-29
• 2.4 高超聲速飛行器模型與傳統(tǒng)的剛體飛行器模型比較29-30
• 2.5 高超聲速飛行器縱向模型特性分析30-36
• 2.5.1 高超聲速飛行器縱向模型仿真結(jié)果分析30-35
• 2.5.2 高超聲速飛行器縱向模型特征值分析35-36
• 2.6 本章小結(jié)36-37
• 第3章 高超聲速飛行器縱向模型的LPV模型37-44
• 3.1 引言37
• 3.2 LPV建模方法簡述37-39
• 3.2.1 雅克比線性化法37-38
• 3.2.2 函數(shù)替換法38-39
• 3.3 線性分式變換（LFT）39-41
• 3.4 模型的轉(zhuǎn)化41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 基于極點配置的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 小擾動線性化理論44-45
• 4.3 高超聲速飛行器縱向模型的線性化處理45-47
• 4.4 基于極點配置的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計及仿真驗證47-53
• 4.4.1 基于極點配置的狀態(tài)反饋控制器47-48
• 4.4.2 仿真驗證48-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 考慮執(zhí)行器飽和的增益調(diào)度反饋控制器設(shè)計55-70
• 5.1 引言55
• 5.2 執(zhí)行器飽和問題描述55-56
• 5.3 考慮執(zhí)行器飽和的增益調(diào)度輸出反饋控制器56-63
• 5.3.1 控制器描述56-58
• 5.3.2 控制器推導(dǎo)及證明58-63
• 5.4 控制器設(shè)計及仿真驗證63-69
• 5.4.1 控制器設(shè)計63-65
• 5.4.2 仿真驗證65-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻72-75
• 附錄1 LPV模型的系數(shù)矩陣75-78
• 附錄2 考慮執(zhí)行器飽和的增益調(diào)度控制器的增益矩陣78-80
• 致謝80

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