基于改进高阶滑模的可重复使用运载器控制与分配技术研究

发布时间：2021-07-13 11:15

　　可重复使用运载器（RLV）应用广泛,在民用领域和军用领域都受到了国内外学者的高度重视,RLV飞行范围广,气动环境变化剧烈,对飞行控制的自适应性和鲁棒性提出了较高的要求。能够自主的调节控制性能是目前飞行器控制领域的发展趋势。本文主要针对飞行器的再入无动力返回段的控制系统进行研究,主要研究了以下几个方面。首先推导了飞行器的六自由度数学模型,在一定的前提假设下,构建了飞行器姿态控制模型和控制分配模型,为后续的滑模控制和控制分配奠定了基础。其次,对于飞行器的姿态控制问题,依据多时间尺度理论,将控制系统分为内外两个回路,分别设计自适应非奇异积分终端滑模控制器,考虑到外界力矩干扰和转动惯量的摄动,设计了超螺旋干扰观测器对摄动和干扰量进行估计,对于控制量饱和的情况,在原有控制律的基础上增加了超前动态抗饱和补偿方案,有效的缩短了控制饱和的时间,并通过仿真验证了所设计的改进方法的有效性。接着对于滑模控制器产生的虚拟力矩指令,通过引入控制分配,建立起了控制器加多执行机构的控制系统结构,设计了基于烟花算法的控制分配策略,通过混沌初始化,混沌火花策略有效搜索解空间。针对烟花集群现象,通过K近邻算法估计聚集密度... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

XS-1除了美国对RLV相关技术研究走在前

图 1-6 Hermes 航天飞机，我国的可重复使用运载器研究起步较晚，V 引起了我国的高度重视，并对 X-33 型 RL资料较少，重点对带助推器的两极可重复使了可重复使用航天飞行器的预研工作，并在计划主要完成三方面的工作，首先研制带助任务的两极可重复使用飞行器。最后研制成复使用飞行器。控制研究现状的是通过设计姿态控制器，来保证稳定跟踪LV 飞行器相较于普通飞行器，要求控制系统行过程气动环境变化剧烈，如果系统状态响稳定性，甚至偏离参考轨迹导致事故发生。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于变步长天牛须搜索算法的空间直线度误差评定[J]. 陈君宝,王宸,王生怀.  工具技术. 2018(08)
[3]反舰导弹的超前动态抗饱和控制器设计与仿真[J]. 潘长鹏,赵红超,王亭.  舰船电子工程. 2018(05)
[4]多操纵面弱冗余加权伪逆分配参数调节方法[J]. 陈勇,丁超,董新民,薛建平,刘棕成.  飞行力学. 2018(04)
[5]基于改进烟花算法的SVM特征选择和参数优化[J]. 沈永良,宋杰,万志超.  微电子学与计算机. 2018(01)
[6]一种基于深度神经网络的非线性控制分配方法[J]. 黄煌.  战术导弹技术. 2017(04)
[7]基于梯度算法的跟踪最优控制器设计及仿真[J]. 姚庆华,和永军,郭镇江,伏冬孝.  计算机与现代化. 2016(12)
[8]Minimum sliding mode error feedback control for inner-formation satellite system with J2 and small eccentricity[J]. Lu CAO,Xiaoqian CHEN.  Science China（Information Sciences）. 2016(07)
[9]美国对可重复使用助推器项目的综合评估[J]. 韩鹏鑫,郭金花,王飞,蔡巧言.  中国航天. 2016(03)
[10]推动中国航天运输系统发展迈向世界航天强国[J]. 李洪.  导弹与航天运载技术. 2016(01)

博士论文
[1]高超声速飞行器耦合控制及安全控制研究[D]. 李宪强.西北工业大学 2015
[2]无尾飞翼飞机多操纵面控制分配技术研究[D]. 屈晓波.西北工业大学 2015

硕士论文
[1]可重复使用运载器末端能量管理段制导技术研究[D]. 杨涛.华中科技大学 2017
[2]基于粒子群优化的多操纵面飞行器的多目标控制分配[D]. 王晓霞.南京航空航天大学 2014
[3]多操纵面飞行器受限控制分配技术研究[D]. 郭梦旭.南京航空航天大学 2014
[4]飞行器耦合机理及耦合补偿研究[D]. 张珂珂.华中科技大学 2013
[5]航天器动态控制分配的鲁棒优化及稳定性分析方法[D]. 赵亚飞.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3281956