大氣層內(nèi)助推滑翔戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈具有射程遠(yuǎn)、突防能力強(qiáng)、打擊精度高等特點(diǎn),在現(xiàn)代高科技局部戰(zhàn)爭(zhēng)中具有較好的應(yīng)用前景。然而由于快時(shí)變、強(qiáng)非線性耦合以及模型參數(shù)不確定與外界干擾影響,給其姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來較大困難。本文基于干擾估計(jì)與主動(dòng)抑制思想,以提高姿態(tài)控制系統(tǒng)抗擾能力與控制精度為主要目標(biāo),對(duì)非線性姿態(tài)抗擾控制方法展開了系統(tǒng)深入的研究,主要研究成果如下:研究基于帶寬設(shè)計(jì)的非線性動(dòng)態(tài)逆抗擾控制方法,實(shí)現(xiàn)了姿態(tài)控制系統(tǒng)的快速設(shè)計(jì)�；诰_線性化方法,結(jié)合擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器,對(duì)系統(tǒng)總干擾進(jìn)行估計(jì);通過將總干擾估計(jì)值直接引入非線性動(dòng)態(tài)逆控制,達(dá)到對(duì)系統(tǒng)總干擾的主動(dòng)抑制;提出基于期望帶寬的控制參數(shù)設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制系統(tǒng)快速設(shè)計(jì);仿真驗(yàn)證了該方法控制參數(shù)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便易行,且較大程度上提高了大氣層內(nèi)助推滑翔戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)的抗擾能力。研究基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的滑�？箶_控制方法,實(shí)現(xiàn)了高精度姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)�？紤]非匹配干擾影響,采用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器對(duì)系統(tǒng)各通道總干擾進(jìn)行估計(jì),通過將非匹配干擾估計(jì)值引入滑模面函數(shù),提出具有較高控制精度的滑�？箶_控制方法,并分析了系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性;蒙特卡洛仿真結(jié)果表明,該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各通道總干擾的主動(dòng)抑制,較大程度上提高了大氣層內(nèi)助推滑翔戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的姿態(tài)跟蹤控制精度。研究基于廣義擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器與等價(jià)輸入干擾的SDRE抗擾控制方法,實(shí)現(xiàn)了輸出反饋?zhàn)藨B(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)�；跀U(kuò)展線性化方法,將原非線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為含有狀態(tài)相關(guān)系數(shù)矩陣的線性系統(tǒng)形式,通過設(shè)計(jì)干擾補(bǔ)償增益對(duì)系統(tǒng)各通道總干擾進(jìn)行補(bǔ)償;同時(shí)引入等價(jià)輸入干擾思想,并結(jié)合廣義擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器,提出SDRE輸出反饋抗擾控制方法;仿真驗(yàn)證了SDRE姿態(tài)抗擾控制方法能夠有效抑制系統(tǒng)各通道干擾影響,可在僅有姿態(tài)角測(cè)量信息情況下,實(shí)現(xiàn)大氣層內(nèi)助推滑翔戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈高精度姿態(tài)跟蹤控制。研究基于非線性干擾觀測(cè)器的PFC抗擾控制方法,為姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題提供了更好的解決途徑�；跀U(kuò)展線性化方法設(shè)計(jì)非線性預(yù)測(cè)模型,并考慮由非線性干擾觀測(cè)器得到的系統(tǒng)各通道總干擾影響,提出基于非線性干擾觀測(cè)器的預(yù)測(cè)函數(shù)控制(PFC)抗擾控制方法;仿真結(jié)果表明,PFC姿態(tài)抗擾控制方法計(jì)算效率較高,可有效解決系統(tǒng)各通道總干擾主動(dòng)抑制問題,為大氣層內(nèi)助推滑翔戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題提供了更好的解決途徑。本文以精確線性化與擴(kuò)展線性化方法為基礎(chǔ),基于干擾估計(jì)與主動(dòng)抑制思想,系統(tǒng)研究了具有不同干擾補(bǔ)償形式的非線性姿態(tài)抗擾控制方法,解決了較大不確定與外界干擾條件下,大氣層內(nèi)助推滑翔戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈高精度姿態(tài)跟蹤控制問題,為進(jìn)一步擴(kuò)展抗擾控制方法提供新方向與新思路,同時(shí)也對(duì)其它各類飛行器高精度姿態(tài)控制律設(shè)計(jì)具有重要的借鑒意義。
【學(xué)位單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TJ765

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1 張銀輝;大氣層內(nèi)助推滑翔戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈姿態(tài)抗擾控制方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

本文編號(hào)：2824686