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1.
基于Backstepping的高超声速飞行器模糊自适应控制   总被引:11,自引:0,他引:11       下载免费PDF全文
提出了高超声速飞行器的模糊自适应控制方法.根据飞行器纵向模型的特点,分别设计了基于动态逆的速度控制器和基于Backstepping的高度控制器,模糊自适应系统用来在线辨识飞行器模型由于气动参数的变化而引起的不确定性,采用Lyapunov理论设计的自适应律保证了系统的稳定性与指令跟踪的精确性.仿真使用了高超声速飞行器的纵向模型对算法进行了验证,得到了较满意的控制效果.  相似文献
2.
基于自抗扰技术的高超声速飞行器控制系统设计   总被引:3,自引:3,他引:0  
高超声速飞行器在飞行过程中超燃冲压发动机对攻角及侧滑角有较严格的要求,为实现对攻角及侧滑角的精确控制,文章采用自抗扰控制技术设计了高超声速飞行器的攻角自动驾驶仪;首先建立高超声速飞行器控制系统的数学模型,然后采用扩张状态观测器对受扰对象的状态和干扰进行观测,并对状态误差采用非线性反馈,对观测的干扰进行补偿,从而实现对干扰的快速抑制和对指令的精确跟踪,最后仿真表明所设计的自动驾驶仪满足性能要求,验证了该方法的正确性。  相似文献
3.
近空间高超声速飞行器对控制科学的挑战   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
本文分别从6个方面讨论高超声速飞行器对控制科学带来的挑战:1)高超声速飞行器强耦合特征,解耦与耦合协调控制的区别与联系;2)高超声速飞行器异类多作动器的协调配合,以及冗余控制输入和一体化设计带来的控制科学问题;3)流体力学与控制的结合,面向控制的建模理论与方法;4)高超声速飞行器中相关的经典非线性、时变、优化与变分问题;5)高超声速飞行器控制过程中的飞行分段与问题分解;6)重视计算机的作用,有效结合计算机仿真解决工程问题.从高超声速飞行器实际需求出发提炼问题并加以解决,不仅对飞行器本身非常重要,而且会推动控制科学的发展.  相似文献
4.
高超声速飞行器动力学建模与分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
吸气式高超声速飞行器本身具有复杂动力学特性,由于存在强烈的结构弹性/推力/气动的耦合以及其力学环境的诸多不确定因素,使得飞行器本身的动态特性相当复杂.经典牛顿力学方法建模难以清楚反映飞行器结构弹性/推力/气动耦合.为更为精确的分析高超声速飞行器复杂的动力学特性,本文针对吸气式高超声速飞行器采用拉格朗日法进行了建模与动态特性分析,选择了具有代表性的特征点,建立了小扰动模型,在不同特征点上采用拉格朗日模型和牛顿力学模型对比分析高超声速飞行器的动力学特性.结果表明,拉格朗日方法所建立的动力学模型能够更清楚地符合高超声速飞行器结构弹性和气动特性耦合以及发动机尾流和气动特性之间的耦合特性.  相似文献
5.
近空间高超飞行器气动热红外特性数值仿真   总被引:1,自引:0,他引:1  
张胜涛  陈方  刘洪 《计算机仿真》2010,27(1):114-118
研究飞行器提高自身生存和突防能力,提高红外探测精度,针对近空间高超声速飞行器的气动热红外辐射特性开展了数值仿真研究。利用Jameson中心差分格式,并引入了类TVD变量修正,数值求解三维Navier-Stokes方程获得较为精确的流场参量。以已知流场参量为基础,采用精细的逐线计算模型计算气体的辐射吸收系数,考虑了光谱线的压力增宽和多普勒增宽混合效应;通过有限体积法求解辐射传输方程,空间离散采用与流场相同的计算网格,避免了插值的麻烦,采用了一种较为精确的离散格式。以典型的锥导乘波构型为例,应用所建方法和计算程序数值仿真了其在3~5μm波段的红外辐射空间分布。仿真结果分析表明,模型和方法是合理可行的,可以为红外隐身设计提供一定的参考依据。  相似文献
6.
高超声速飞行器多约束参考轨迹快速规划算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对多约束的高超声速滑翔飞行器的再入轨迹优化时对初值敏感的问题,提出一种参考轨迹快速规划算法。对运动方程进行了无量纲处理并引入适合优化求解的替代变量,通过纵向再入走廊和侧向制导的规划使所有过程约束和终端约束完全满足。仿真结果表明,得到的参考轨迹接近最优解,大幅缩短了后续优化工作所需的时间,具有重要的工程实用价值。  相似文献
7.
基于LMI的高超鲁棒控制及仿真   总被引:1,自引:1,他引:0  
研究了高超声速飞行器鲁棒飞行控制器设计以及飞行控制系统的仿真验证问题,通过选择适当的加权函数矩阵,确定广义受控对象.线性矩阵不等式(LMI)技术是控制领域中研究问题的有效工具,控制器的分析与综合等问题可转化为LMI问题的求解,采用基于线性矩阵不等式的H∞控制器设计方法,设计了鲁棒控制器.仿真结果表明所设计的飞行控制系统具有鲁棒性,能有效地抗飞行过程中存在各种各样的干扰及摄动,很好地满足了飞行控制系统性能指标.  相似文献
8.
基于Terminal滑模的高超声速飞行器姿态控制   总被引:1,自引:0,他引:1  
韩钊  宗群  田柏苓  吉月辉 《控制与决策》2013,(2):259-263,268
针对高超声速飞行器六自由度再入模型,考虑模型参数不确定和外界干扰对再入姿态控制的影响,基于Terminal滑模对再入过程中姿态角的跟踪控制问题进行研究.为了减少外界高频噪声对系统性能的影响,首先,利用多时间尺度技术将姿态模型划分为双环结构;然后,分别针对各环路设计Terminal滑模控制器,并通过Lyapunov理论和奇异摄动理论对系统的稳定性进行证明.仿真结果表明,对于六自由度再入模型,该控制方法能够很好地跟踪再入制导指令.  相似文献
9.
针对于吸气式高超声速飞行器开环不稳定的动力学特性, 研究了控制信号存在饱和约束及带宽限制条件 下的闭环稳定边界. 首先, 简要介绍了吸气式高超声速飞行器的建模方法与动力学特性的主要问题. 考虑到飞行器 控制信号的幅值限制及带宽约束, 综合高超声速飞行器的开环不稳定特性, 定量地分析了系统的闭环稳定边界: 与 系统不稳定极点的位置, 其对应的左特征向量及控制信号的幅值约束有关; 执行器的带宽限制在此基础上进一步 缩小了反馈控制系统的稳定边界. 根据高超声速飞行器短周期不稳定特性, 解析地给出了闭环稳定边界的计算公 式. 采用蒙特卡洛分析方法对闭环系统的稳定边界及滑模变结构控制器作用下的稳定区域进行验证. 仿真结果与 理论分析具有一致性, 验证了系统开环特性对于闭环稳定性的限制及控制信号带宽约束对稳定性的影响.  相似文献
10.
针对高超声速飞行器非线性、强耦合和参数不确定弹性体模型,提出了一种基于非线性干扰观测器的滑模反演控制方法.将飞行器曲线拟合模型分解为速度子系统和高度相关子系统并表示为严格反馈形式,分别采用滑模和反演方法设计实际控制量与虚拟控制量.采用1阶低通滤波器获取虚拟控制量的导数,解决了传统反演控制方法“微分项膨胀”问题.基于改进滑模微分器设计了一种新型非线性干扰观测器,以此对模型不确定项进行估计和补偿.仿真结果表明,该控制器对模型不确定性和气动弹性影响具有鲁棒性,且实现了对速度和高度参考输入的稳定跟踪.  相似文献
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