推力矢量飞行器容错控制研究

发布时间：2017-12-07 21:01

  本文关键词：推力矢量飞行器容错控制研究

  更多相关文章： 推力矢量 飞行器 非线性数学模型 滑模观测器 模糊整定PI 动态逆控制 控制分配 容错控制

【摘要】：推力矢量技术能使飞行器实现操纵面冗余,提升飞行器的飞行性能,受到了世界各军事强国越来越多的关注,飞行控制系统的设计也因此变得更复杂。设计控制律协调操纵面偏转组合使飞行器操纵面优化配置以及在舵面故障情况下最大限度利用冗余操纵面具有重要的意义。本文主要工作如下:首先建立了推力矢量飞行器的非线性数学模型。对飞行器开环零输入响应、通道耦合特性和外部力矩干扰进行了的分析,验证了所建立的飞行器模型的准确性。其次,针对飞行时外部直接力矩干扰和系统逆误差,设计了基于滑模观测器和模糊整定PI的动态逆控制器,并采用眼镜蛇机动这一典型的超机动动作对设计的控制器和传统非线性动态逆控制器进行仿真对比,验证了所设计的控制器的有效性与优越性。再次,对推力矢量飞行器的舵面故障建模,分别设计了基于伪逆控制分配和基于串接链控制分配的容错控制律,并对水平方向舵舵面失效和卡死两种情形分别进行了仿真,验证了这两种容错控制律的优越性。最后,由于推力矢量舵面的动态特性不同于传统舵面,对推力矢量飞行器进行动态控制分配的研究,研究了其动态控制分配算法和舵面故障下的动态容错控制分配算法。仿真结果表明采用动态控制分配算法相对于传统静态控制分配算法姿态角跟踪性能更好;舵面失效故障下,动态容错控制分配算法能有效提高飞行器姿态角跟踪质量。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V249.1

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本文编号：1263776