高超聲速飛行器改進(jìn)自抗擾控制方法研究.pdf

1、高超聲速飛行器是指在地球大氣層內(nèi)飛行的，采用空氣動(dòng)力作為主要推進(jìn)及控制方式的，飛行速度大于等于5倍至10倍音速的飛行器，世界各國(guó)均對(duì)其開展了相當(dāng)廣泛的研究。高超聲速飛行器的氣動(dòng)特性與常規(guī)飛行器大不相同，一般的控制方法難以對(duì)其進(jìn)行有效的控制。
　　經(jīng)過合理的假設(shè)與簡(jiǎn)化，本文建立了高超聲速飛行器剛體縱平面數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了系統(tǒng)各狀態(tài)的完整的狀態(tài)方程，給出了相關(guān)參量的具體表達(dá)式，狀態(tài)方程中各狀態(tài)之間嚴(yán)重耦合。對(duì)系統(tǒng)的零極點(diǎn)進(jìn)行分析，高超

2、聲速飛行器系統(tǒng)性能與常規(guī)飛行器差異很大，可控制性能較差。
　　自抗擾控制技術(shù)已廣泛地應(yīng)用到各領(lǐng)域的工程實(shí)踐中，本文闡述了經(jīng)典自抗擾控制器的原理，分析了其中各模塊的作用與性能。對(duì)經(jīng)典自抗擾控制器中的部分非線性函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使之光滑連續(xù)，并應(yīng)用改進(jìn)后的非線性函數(shù)設(shè)計(jì)了改進(jìn)自抗擾控制器。
　　高超聲速飛行器在巡航過程中，需對(duì)其姿態(tài)進(jìn)行有效的控制。本文設(shè)計(jì)了高超聲速飛行器改進(jìn)自抗擾姿態(tài)控制器，針對(duì)攻角控制問題設(shè)計(jì)了二階改進(jìn)自抗擾控制

3、器。通過計(jì)算與調(diào)試，本文得到了控制器中的具體參數(shù)取值。
　　高超聲速飛行器的跟蹤控制問題與姿態(tài)控制問題同樣重要。本文設(shè)計(jì)了高超聲速飛行器改進(jìn)自抗擾跟蹤控制器，將系統(tǒng)內(nèi)耦合項(xiàng)當(dāng)作擾動(dòng)處理，對(duì)雙輸入雙輸出系統(tǒng)進(jìn)行解耦，針對(duì)巡航速度跟蹤控制問題設(shè)計(jì)了一階改進(jìn)自抗擾控制器，針對(duì)巡航高度跟蹤控制問題設(shè)計(jì)了雙閉環(huán)控制器，內(nèi)外環(huán)均采用二階改進(jìn)自抗擾控制器。通過計(jì)算與調(diào)試，本文分別得到了兩個(gè)通道內(nèi)共三個(gè)改進(jìn)自抗擾控制器中的具體參數(shù)取值。