高超聲速飛行器的模型不確定性分析及魯棒控制研究.pdf

1、高超聲速飛行器的飛行控制系統(tǒng)由于空氣動(dòng)力學(xué)、推進(jìn)系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)之間的相互耦合影響而變得非常的復(fù)雜。應(yīng)用 和 綜合方法后，這種耦合特征就可以作為模型的不確定性來處理，進(jìn)而能形成一個(gè)整體的飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程。模型建立中，由于由推進(jìn)系統(tǒng)以及空氣動(dòng)力產(chǎn)生的力與力矩很難分離，因此本文只是提出一個(gè)設(shè)計(jì)初級(jí)階段考慮飛行器特性的解析表達(dá)式。方法中包括一個(gè)應(yīng)用牛頓力學(xué)理論的二維的高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)分析以及一個(gè)一維的氣動(dòng)/熱分析，后者用于模型發(fā)動(dòng)機(jī)中的流體

2、分析。本文還進(jìn)行了該飛行器近似模型的顫振特性的解析估計(jì)。線性亞音速的、超音速的以及高超聲速分析表明機(jī)構(gòu)由于全動(dòng)平尾在高動(dòng)壓下振動(dòng)頻率的降低而非常容易產(chǎn)生機(jī)體自由顫振。隨其頻率降低，它與飛行器短周期模態(tài)耦合時(shí)會(huì)導(dǎo)致飛行器動(dòng)不穩(wěn)定，而與機(jī)身彎曲模態(tài)耦合時(shí)同樣會(huì)導(dǎo)致模型動(dòng)不穩(wěn)定性。最后，在對(duì)上述不確定性建模后，應(yīng)用了魯棒控制理論來設(shè)計(jì)控制器以達(dá)到性能要求，由于系統(tǒng)中含有多個(gè)并且是混合的實(shí)/復(fù)不確定性，因此，最后介紹了一種混合的 綜合方法來設(shè)計(jì)