基于QFT的高超聲速飛行器魯棒控制器設(shè)計.pdf

1、高超聲速飛行器具有重要的戰(zhàn)略意義和極高的應(yīng)用價值。本文根據(jù)高超聲速技術(shù)發(fā)展的需求，對高超聲速飛行器的巡航飛行控制問題進(jìn)行了研究。特殊而復(fù)雜的飛行環(huán)境導(dǎo)致劇烈變化的氣動特性，一體化外形設(shè)計所導(dǎo)致的推力/結(jié)構(gòu)/氣動之間耦合等，使得高超速飛行器的動力學(xué)具有強(qiáng)不確定性，給其動態(tài)特性分析以及控制系統(tǒng)的設(shè)計帶來極大的困難?；诖?，本文提出了利用定量反饋理論對飛行器控制系統(tǒng)進(jìn)行魯棒控制器設(shè)計的可能性。
　　定量反饋理論(Quantitative

2、 Feedback Theory)是近年比較流行的魯棒控制設(shè)計方法，具有較高的工程應(yīng)用價值，也是一種基于頻域的設(shè)計方法，其主要應(yīng)用于不確定性系統(tǒng)的設(shè)計。本文首先介紹了QFT的基礎(chǔ)知識，對被控對象具有不確定性和外部干擾時的時域和頻域指標(biāo)進(jìn)行了分析。接著就控制器結(jié)構(gòu)、對象模板、性能指標(biāo)邊界、回路整定、結(jié)果分析等QFT設(shè)計過程中遇到的主要問題進(jìn)行了分析，從而總結(jié)出LTI/SISO設(shè)計步驟和注意事項。并針對LTF/MIMO、非最小相位/不穩(wěn)定系

3、統(tǒng)和非線性/時變系統(tǒng)提出基本處理方法。
　　最后，本文針對高超聲速飛行器飛行過程中的控制問題，將不同工作狀態(tài)對高超聲速飛行器模型參數(shù)的影響看作是不確定對象魯棒性問題的擴(kuò)展，建立了高超聲速飛行器參數(shù)不確定性模型，然后應(yīng)用QFT對系統(tǒng)進(jìn)行控制器設(shè)計。通過工具箱將飛控系統(tǒng)的時域指標(biāo)轉(zhuǎn)化為頻域指標(biāo)，生成Nichols圖上的復(fù)合頻域邊界，利用回路整形對系統(tǒng)進(jìn)行控制器和前置濾波器設(shè)計，最終使得閉環(huán)頻域相應(yīng)滿足特定性能指標(biāo)要求。經(jīng)過仿真驗(yàn)證，控