考慮不完整數(shù)據(jù)傳輸?shù)母叱曀亠w行器縱向動態(tài)預(yù)測控制研究.pdf

1、高超聲速飛行器因其速度快成為了各國研究的熱點，代表了航空航天領(lǐng)域的研究方向。但是，其特殊而復(fù)雜的飛行環(huán)境導(dǎo)致了飛行器氣動特性和氣熱特性的快速變化，因此，飛行狀態(tài)無法用統(tǒng)一的飛行包絡(luò)線描述。而且，高超聲速飛行器飛行時還要滿足多項飛行硬約束條件。與此同時，由于實際系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸時不可避免地存在擁塞或數(shù)據(jù)碰撞、節(jié)點故障或連接中斷等問題，使得飛行器系統(tǒng)中傳感器–控制器以及控制器–執(zhí)行器通道出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，這將導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能下降，嚴重可能出現(xiàn)

2、系統(tǒng)失穩(wěn)。因此設(shè)計一個保證其穩(wěn)定飛行的控制器仍是高超聲速飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計中函待解決的問題。本文針對上述高超聲速飛行器飛行時存在的問題，研究了預(yù)測控制算法在其縱向通道控制中的應(yīng)用，設(shè)計了相關(guān)控制器并做了仿真。
　　首先介紹了高超聲速飛行器的幾何模型及其操縱特性，并對高超聲速飛行器的六自由度非線性運動方程進行解耦獲得縱向通道模型，還對高超聲速飛行器進行零輸入響應(yīng)分析，為后續(xù)控制器設(shè)計及仿真做準備。
　　其次以高超聲速飛行器縱向

3、通道為研究對象，考慮飛行器控制系統(tǒng)中傳感器–控制器以及控制器–執(zhí)行器通道均存在著數(shù)據(jù)丟失。在高超聲速飛行器縱向通道的平衡點處線性化模型基礎(chǔ)上，建立有數(shù)據(jù)丟失的系統(tǒng)動態(tài)模型，使用終端狀態(tài)約束集和終端代價函數(shù)方法設(shè)計預(yù)測控制器并設(shè)計相關(guān)補償策略，以實現(xiàn)高超聲速飛行器輸入指令的跟蹤。
　　最后，針對高超聲速飛行器的巡航大包絡(luò)飛行，考慮只有速度大范圍變化的情況，通過對參考軌跡進行柔化以及對切換規(guī)則的改進，設(shè)計了考慮測量數(shù)據(jù)丟失的速度切換改