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折叠式高超声速变体滑翔飞行器再入姿态控制方法研究
高超声速滑翔飞行器具备在临近空间大空域滑翔和大范围机动的能力,具有重要的战略价值和意义。为进一步提高飞行器的环境适应能力和突防生存能力,高超声速变体滑翔飞行器应运而生。本文以一种折叠式高超声速变体滑翔飞行器为研究对象,综...
曹承钰
关键词:气动参数辨识自适应控制
考虑动态控制分配的空天飞行器再入姿态复合控制设计被引量:8
2021年
针对空天飞行器再入大气层阶段的直接力/气动力复合控制分配问题,设计了一种基于改进指标函数的动态控制分配律,兼顾了反作用控制系统燃料消耗和闭环控制系统响应速度需求。此外,针对空天飞行器面对称大攻角再入引发的横侧向气动强耦合问题,在预测控制律中引入了通道间交叉耦合反馈项,对姿控过程进行增稳。对比仿真结果表明,动态分配算法在提高了再入姿态控制精度的同时降低了反作用控制系统的燃料消耗;交叉耦合反馈项的引入,缓解了倾侧角指令突变对偏航通道稳定性的干扰影响。
董哲刘凯李旦伟章吉力
关键词:空天飞行器模型预测控制
可重复使用飞行器再入姿态的区间二型自适应模糊滑模控制设计被引量:5
2020年
针对具有强非线性、多变量耦合特性的可重复使用飞行器(RLV),同时考虑模型参数不确定性和外界干扰对飞行器再入姿态跟踪的影响,提出了一种基于区间二型自适应模糊滑模的姿态控制方法。首先,建立飞行器再入动态模型,并基于反步思想将控制模型转化为姿态角和角速率相关子系统。其次,将模型参数不确定性和外界干扰视作子系统非线性项的一部分。再次,采用区间二型模糊系统逼近子系统非线性项,并结合自适应技术和滑模控制方法分别设计虚拟控制量和实际控制量。此外,引入一阶低通滤波器用以处理子系统虚拟控制律。通过Lyapunov方法的分析证明了闭环控制系统的稳定性,且飞行器姿态跟踪误差可收敛于原点附近的小邻域。最后,利用飞行器的数值仿真验证了所设计控制方法能有效跟踪飞行器参考指令,且对外界干扰有较强的鲁棒性。
杨珍书毛奇窦立谦
关键词:再入段
空天飞行器再入姿态控制研究被引量:2
2020年
为满足空天飞行器在再入过程中各种约束条件,对其再入段的姿态控制进行研究。以HORUS-2B飞行器为研究对象,根据飞行器的舵面偏转特点,建立纵向非线性模型,通过对再入过程的约束条件分析,选定合适的初始攻角,对切换控制律进行设计,通过经典控制与模糊控制相结合的方式来整定控制参数,并进行仿真验证。仿真结果表明:控制系统能够很好地对攻角和过载进行控制,并具有很好的鲁棒性,能抑制不确定性的影响。
苏慧敏刘燕斌汤佳骏朱鸿绪陆宇平
关键词:空天飞行器再入模糊PID控制
自适应时变滑模再入姿态控制设计被引量:1
2018年
为了提高再入控制鲁棒性和适应性,结合高阶滑模观测器提出一种基于反馈线性化的时变滑模控制方法。首先,根据时变滑模面推导出控制律,引入了自适应算法获得控制律中的切换增益,消除了对系统不确定性上界已知这一条件的依赖;其次,利用高阶滑模观测器对姿态角导数信息进行观测,同时获得系统扰动估计值,消除了控制器对较难直接测量的姿态角导数信息的依赖。最后,通过数值算例验证了所提控制方法的有效性。
韩嘉俊王小虎吴旭忠
关键词:自适应滑模观测器鲁棒控制
故障自适应滑模再入姿态控制设计
2018年
为了解决再入飞行过程中,飞行器故障时的姿态控制问题。提出了一种故障检测策略和在故障状态下的姿态控制方法。首先,设计了非线性故障检测观测器,通过姿态角观测误差阈值确定故障是否发生。其次,使用自适应控制技术和滑模控制技术实现了故障情况下的再入飞行器姿态控制。最后,通过数值仿真算例,测试了经典双回路控制律和提出的容错控制律下的姿态指令跟踪效果,证明了提出的容错控制策略的有效性。
韩嘉俊王小虎吴旭忠
关键词:滑模观测器故障检测容错控制
基于扰动补偿的高超声速飞行器再入姿态控制研究
高超声速飞行器是一种新型快速机动飞行器,武器化和民用化的发展方向使其飞行任务变得更为复杂,飞行包线范围进一步扩大,对控制系统稳定性要求也随之增高。姿态控制系统作为控制技术核心是其完成复杂飞行任务的前提和基础。而再入姿态...
陈辰
关键词:高超声速飞行器抗饱和控制
文献传递
基于准连续高阶滑模的可重复使用运载器再入姿态控制被引量:3
2018年
针对可重复使用运载器再入段的姿态控制问题,提出一种基于准连续高阶滑模的控制方法。将姿态控制系统分为两个回路,分别为角度控制回路与角速度控制回路。角度回路作为外回路产生角速度指令,角速度回路作为内回路跟踪外回路产生的角速度控制指令。为了提高系统的鲁棒性,对两个回路分别设计滑模控制器。外回路中设计基于低通滤波的终端滑模控制方法,以获得平滑的控制量作为角速度指令。内回路设计增加系统相对阶的准连续高阶滑模方法,使控制律中不直接含有符号函数项,保证系统稳定的同时减弱控制器抖振。在具有外界干扰与参数不确定的情况下,使用本文提出的方法进行仿真试验,仿真结果证明了所提出方法的有效性。
安炳合王永骥刘磊侯治威
关键词:可重复使用运载器低通滤波
基于自适应模糊H_∞控制的可重复使用运载器再入姿态控制被引量:4
2018年
考虑可重复使用运载器再入段参数不确定性和外界干扰的影响,提出一种基于自适应模糊H_∞控制的姿态复合控制策略.该策略利用模糊系统在线逼近飞行器模型的不确定性项,并设计H_∞控制项以补偿模糊系统建模的误差和外界干扰.为避免引入的H_∞控制项对模糊系统逼近特性的削弱,在姿态角模糊逼近区域内,基于自适应模糊H_∞控制设计姿态跟踪控制器,以保证飞行器跟踪性能;在姿态角模糊逼近区域外,基于边界自适应技术设计姿态镇定控制器,以确保飞行器稳定性.基于Lyapunov理论的稳定性分析,证明闭环控制系统的稳定性,且姿态跟踪误差收敛于原点附近的小邻域内.通过再入飞行器六自由度模型的仿真,验证所提出控制策略的有效性.
窦立谦毛奇苏沛华
关键词:可重复使用运载器自适应模糊控制H∞控制跟踪控制
基于多变量干扰观测器-控制器综合的再入姿态控制
2017年
针对高超声速飞行器的再入姿态控制问题,分别在全状态反馈和输出反馈的框架内,研究基于多变量干扰观测器-控制器综合的再入姿态控制策略,实现系统在不确定及外界干扰综合影响下对给定制导指令的高精度快速跟踪研究,并在Matlab/Simulink中进行仿真校验.通过仿真结果可以得出,基于输出反馈的干扰观测器-控制器对干扰有较好的响应,可以在遇到干扰时快速跟踪上期望值并保持稳定.
侯睿哲
关键词:再入飞行器

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王玉惠
作品数:124被引量:237H指数:8
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:高超声速飞行器 高超声速 无人机 飞行状态 空天飞行器
姜长生
作品数:439被引量:2,097H指数:20
供职机构:南京航空航天大学
研究主题:近空间飞行器 空天飞行器 飞行控制 非线性系统 鲁棒控制
吴庆宪
作品数:277被引量:1,290H指数:17
供职机构:南京航空航天大学自动化学院
研究主题:高超声速飞行器 近空间飞行器 无人机 非线性系统 无人直升机
贾杰
作品数:76被引量:125H指数:6
供职机构:南昌航空大学
研究主题:滑模控制 无人机 解耦 再入姿态 三轴气浮台
黄国勇
作品数:340被引量:406H指数:10
供职机构:昆明理工大学
研究主题:单向阀 滚动轴承 高压隔膜泵 故障诊断 北斗