基于高斯伪谱法的高超声速飞行器再入制导研究

针对高超声速飞行器再入标准轨迹制导方法中存在的制导准备周期长、弹上需存储标准轨迹参数、制导鲁棒性较差等缺点,提出一种基于高斯伪谱法与滚动时域控制技术相结合的高超声速飞行器再入预测-校正制导方案;其中,在线高斯伪谱法采用纵/侧向结合、全程一体化的制导算法思路,实现了对高超声速飞行器再入弹道的全程预测制导;同时结合滚动时域控制技术从工程上实现了高超声速飞行器再入制导中对开环制导信息的闭环应用,完成了飞行器预测-校正制导方案;通过对高超声速飞行器再入制导过程进行仿真分析,结果表明应用文章设计的基于高斯伪谱法与滚动时域控制技术相结合的高超声速飞行器再入预测-校正制导方案,飞行器再入过程中具有良好的制导性能。     

最优采样飞行控制系统设计

针对飞行器建模中存在不确定性及间接设计数字控制器会忽略采样期间信号变化的问题,研究了数据采样系统的H∞最优控制方法,直接设计数字飞行控制器.首先比较了数字控制器的设计方法,然后针对数据采样控制系统的连续时变性,难于进行数字控制器设计的问题,研究了提升技术,它能够将连续时变系统变换成等效的离散时不变系统.接下来研究了数据采样系统的H∞最优控制方法.采用上述方法设计了飞行器小角度转弯的控制律,给出了模型在存在一定范围参数不确定性和结构不确定性下的仿真结果.结果表明设计出的数字控制器具有良好的鲁棒性和性能指标.     

飞行器大包线鲁棒飞行控制律设计

对于飞行器随环境改变而参数变化范围较大的问题,研究采用鲁棒控制方法进行控制律设计。重点研究被控对象不确定的建模问题。将飞行器参数变化视为飞行器对象的不确定性,分别给出了时域和频域两种不确定性的建模方法。采用时域状态空间模型不确定性的线性分式变换描述方法,对某飞行器进行了大包线范围的μ综合鲁棒控制律设计。设计仿真结果表明,控制系统不但具有鲁棒稳定性,而且具有鲁棒性能。