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文檔簡(jiǎn)介
1、本文以高超聲速飛行器為研究對(duì)象,考慮舵面發(fā)生故障的情況,進(jìn)行巡航縱向容錯(cuò)控制研究和再入姿態(tài)容錯(cuò)控制研究。首先,介紹了高超聲速飛行器以及再入段的特點(diǎn),綜述了課題的背景和研究意義。簡(jiǎn)要概述了高超聲速飛行器控制技術(shù)和執(zhí)行器故障容錯(cuò)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀。其次,針對(duì)高超聲速飛行器的縱向模型,考慮舵面故障和系統(tǒng)存在未知參數(shù)的情況,設(shè)計(jì)基于反饋線性化技術(shù)的自適應(yīng)容錯(cuò)控制器。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)輸出進(jìn)行多次求導(dǎo),得到系統(tǒng)相對(duì)階。然后采用反饋線性化的方法設(shè)計(jì)標(biāo)稱控制器
2、,使得高度輸出能夠跟蹤參考指令。當(dāng)舵面發(fā)生故障時(shí),在標(biāo)稱控制器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)容錯(cuò)控制策略,并給出了容錯(cuò)控制器參數(shù)的匹配條件。當(dāng)模型參數(shù)和舵面故障信息都未知時(shí),利用Lyapunov穩(wěn)定性定理來(lái)設(shè)計(jì)參數(shù)自適應(yīng)律,在線更新容錯(cuò)控制器的參數(shù)。再次,在實(shí)際飛行過(guò)程中,速度V、高度h和俯仰角速率q是可以測(cè)量到的。而由于攻角和飛行航跡角的值比較小,一般是很難測(cè)量到的。因此,在狀態(tài)反饋控制器的基礎(chǔ)上,采用高增益觀測(cè)器技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出反饋控制器設(shè)計(jì)。最后,針
3、對(duì)高超聲速飛行器再入姿態(tài)模型,研究舵面故障時(shí)的再入姿態(tài)容錯(cuò)控制。根據(jù)高超聲速飛行器再入初期的特點(diǎn),通常需要反作用控制系統(tǒng)(RCS)來(lái)協(xié)助氣動(dòng)舵面完成姿態(tài)控制。首先,針對(duì)高超聲速飛行器再入姿態(tài)模型,采用Backstepping方法獲得期望力矩。然后將氣動(dòng)舵面看作首要執(zhí)行機(jī)構(gòu),將期望的力矩在氣動(dòng)舵面之間進(jìn)行控制分配。如果氣動(dòng)舵面不能達(dá)到期望力矩,則開啟RCS。由RCS來(lái)提供氣動(dòng)舵面不能提供的這部分力矩。當(dāng)舵面發(fā)生故障時(shí),針對(duì)執(zhí)行器動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)觀
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