近空间可变翼飞行器自适应控制方法研究

发布时间：2020-05-08 22:54

【摘要】：近空间可变翼飞行器可在近空间区域飞行,它可通过改变机翼外形从而改善飞行器的性能,使飞行器更好的满足任务需求,因此对近空间可变翼飞行器的研究是航空航天领域及控制领域研究的重点和热点。但由于近空间可变翼飞行器不仅具有近空间飞行器激烈快时变、严重非线性、强耦合和严重不确定等特点,而且还存在小翼伸缩模态切换问题,所以对近空间可变翼飞行器控制系统的研究是控制领域一大难点。本文首先参考国内外近空间飞行器的模型数据,建立近空间可变翼飞行器非线性模型,并得到近空间可变翼飞行器状态空间表达式,此外,还分析了飞行器小翼伸缩前后气动参数差异,为飞行控制系统的设计奠定基础。其次,针对近空间可变翼飞行器存在参数不确定等问题,利用线性化的状态空间模型设计状态跟踪自适应控制器。从理论上证明自适应控制方法的稳定性,并通过仿真验证所设计控制器对参数不确定等问题的有效性。然后,考虑输出跟踪自适应控制方法匹配条件比状态跟踪自适应控制方法更宽松,且对参数不确定有更强的鲁棒性,因此设计输出跟踪自适应控制器,实现飞行器的稳定控制。从理论上证明了输出跟踪自适应控制方法的稳定性及自适应律的有界性,通过仿真验证该方法在参数不确定性情况下具有更好的控制效果以及鲁棒性。最后,建立含有小翼伸缩变化的不确定线性模型,针对近空间可变翼飞行器小翼伸缩切换的动态不确定过程,设计基于矩阵分解的小翼伸缩自适应切换控制器,实现小翼伸缩的平滑切换。从理论上证明了小翼切换过程的稳定性,并通过仿真验证该方法具有良好的控制效果以及鲁棒性能。本论文的研究成果对近空间可变翼飞行器飞行控制系统,特别是小翼伸缩切换控制的设计提供了一种有效的设计思想和设计方法。
【图文】：

近空间可变翼飞行器状态反馈自适应控制系统结构

近空间可变翼飞行器输出反馈自适应控制系统结构
【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】：2018
【分类号】：V249.1

【参考文献】

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本文编号：2655166