高超聲速飛行器巡航段縱向控制方法研究.pdf

1、高超聲速飛行器具有極其迅速的響應(yīng)速度和打擊能力，是新世紀(jì)各國空間飛行器的研究熱點(diǎn)。它的動力學(xué)模型具有非線性、不確定性和強(qiáng)耦合性等特征，這給飛行器控制系統(tǒng)的設(shè)計提出了很高的要求。本文主要針對飛行器巡航段的縱向模型開展相關(guān)控制方法的研究。
　　首先，根據(jù)高超聲速飛行器飛行環(huán)境和自身特點(diǎn)，建立其全狀態(tài)模型和巡航段縱向模型。參考 NASA的Winged-Cone錐形體試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)，給出了力，力矩等各個子環(huán)節(jié)模型，為后續(xù)控制器設(shè)計奠定基礎(chǔ)。<

2、br>　　其次，對高超聲速飛行器縱向模型進(jìn)行了小擾動線性化，設(shè)計了兩種線性控制律。其中針對速度和高度的跟蹤任務(wù)，設(shè)計了基于極點(diǎn)配置的漸近跟蹤控制律；針對速度高度通路的耦合問題，設(shè)計了帶補(bǔ)償?shù)膭討B(tài)解耦控制律，實(shí)現(xiàn)了雙通道各自獨(dú)立的PID控制。此外，考慮到系統(tǒng)整體魯棒性，將傳統(tǒng)SISO系統(tǒng)穩(wěn)定裕度進(jìn)行拓展給出了高超聲速飛行器控制系統(tǒng)穩(wěn)定裕度分析算法。
　　最后，考慮到模型中存在的參數(shù)和干擾不確定性，直接針對飛行器縱向非線性模型設(shè)計了兩