基于魯棒增益調(diào)度的可重復使用助推器控制系統(tǒng)研究.pdf

1、航天運載器實現(xiàn)可重復使用是降低航天運輸成本，提高運載能力和發(fā)射頻度的必由之路?？芍貜褪褂弥破鳎≧BV，Reusable Boosted Vehicle）是一種可以動力返回、滑行著陸的可重復使用飛行器。由于存在非線性、時變、動力學耦合、氣動耦合、慣性耦合以及大攻角機動等特征，其控制系統(tǒng)的設計顯得尤為困難。本文對RBV再入段姿態(tài)控制系統(tǒng)的設計理論和方法進行研究，采用魯棒控制中的m綜合理論與增益調(diào)度控制結合的方式設計控制器。一方面，運用魯棒

2、控制保證系統(tǒng)在存在不確定性時的穩(wěn)定性；另一方面，運用增益調(diào)度控制減小魯棒控制帶來的保守性。本文的主要研究內(nèi)容有如下幾方面：
　　1、針對RBV的特點，建立RBV再入段非線性運動模型。在此基礎上，采用小擾動線性化方法對其運動模型進行線性化。
　　2、魯棒增益調(diào)度控制器的設計。
　　根據(jù)傳統(tǒng)增益調(diào)度設計的四個步驟：第一步，選擇適當?shù)恼{(diào)度變量；第二步，選取適當?shù)奶卣鼽c；第三步，在各特征點處設計魯棒控制器，控制器采用三通道獨立

3、設計，將通道間的氣動耦合和慣性耦合視為干擾，列入不確定性的范圍。考慮測量噪聲和外部干擾，將這些因素統(tǒng)一用不確定性模塊來描述。選擇適當?shù)臋嗪瘮?shù)將不確定性和外部輸入輸出信號標準化，進而將RBV的控制系統(tǒng)結構轉化成標準m綜合設計結構。以上步驟完成后，采用D-K迭代算法可以設計出特征點的魯棒控制器，然后將設計出的控制器代入閉環(huán)系統(tǒng)，分析其魯棒穩(wěn)定性和魯棒性能。由于D-K迭代算法得到的控制器階數(shù)較高，為了實際工程應用的可行性，本文采用平衡截斷法對