變質(zhì)心飛行器與其他類(lèi)型飛行器相比,氣動(dòng)外形簡(jiǎn)單且避免了舵面燒灼等問(wèn)題,因此受到了國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。針對(duì)這類(lèi)飛行器,設(shè)計(jì)出具有良好機(jī)動(dòng)性、控制精度高、響應(yīng)速度快和魯棒性強(qiáng)的控制器也成為了現(xiàn)在的飛行器姿態(tài)控制方法中的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。在此背景下,本文對(duì)變質(zhì)心飛行器的姿態(tài)控制律設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入研究,具體研究工作如下:首先,針對(duì)變質(zhì)心飛行器建立數(shù)學(xué)模型。飛行的動(dòng)力學(xué)方程和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程是可以代表飛行器運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,利用該模型可以對(duì)飛行器進(jìn)行分析和模擬。該數(shù)學(xué)模型一般使用非線性的微分方程組來(lái)表達(dá)。在推導(dǎo)出動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,本文針對(duì)設(shè)計(jì)中會(huì)用到的輔助模型也進(jìn)行推導(dǎo)。然后,對(duì)變質(zhì)心飛行器姿態(tài)控制的方法進(jìn)行研究。由于本文研究的變質(zhì)心飛行器為只對(duì)滾轉(zhuǎn)通道進(jìn)行控制,俯仰通道以及偏航通道不施加主動(dòng)控制,所以控制器的輸出為滾轉(zhuǎn)角。此外,由于變質(zhì)心飛行器具有不確定性,并且執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在攝動(dòng),因此控制方法研究過(guò)程中需要把其不確定性和攝動(dòng)也考慮進(jìn)去。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文采用自適應(yīng)滑�？刂品椒ㄅc退步法相結(jié)合,給出了飛行器滾轉(zhuǎn)通道控制器,通過(guò)MATLAB仿真分析,驗(yàn)證其魯棒性和穩(wěn)定性。最后,對(duì)控制器參數(shù)優(yōu)化方法進(jìn)行研究。將姿態(tài)控制問(wèn)題轉(zhuǎn)換為一般最優(yōu)控制問(wèn)題,利用直接法,即數(shù)值法對(duì)該最優(yōu)問(wèn)題進(jìn)行求解。對(duì)控制量各狀態(tài)量參數(shù)化,選取配置點(diǎn)并且在該點(diǎn)對(duì)控制量和狀態(tài)量進(jìn)行離散化處理。選用高斯偽譜法實(shí)現(xiàn)了控制器參數(shù)的優(yōu)化,利用MATLAB仿真分析驗(yàn)證了利用高斯偽譜法可以實(shí)現(xiàn)燃料最優(yōu)和調(diào)整時(shí)間最優(yōu)的控制方法。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：V249.1
【部分圖文】：

第2章 變質(zhì)心飛動(dòng)力學(xué)方程和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程是可以描以對(duì)飛行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析和解算。數(shù)達(dá)。由于單滑塊變質(zhì)心飛行器是很明顯模型為七自由度模型，其建模過(guò)程比普2.1單滑塊變質(zhì)心飛行器描述 單滑塊變質(zhì)心飛行器主要有彈頭和滑道平行于 z 軸，沿著 z 軸方向移動(dòng)。變道控制，俯仰通道以及偏航通道不會(huì)施證飛行器俯仰和偏航姿態(tài)的穩(wěn)定。 單滑塊變質(zhì)心飛行器的結(jié)構(gòu)如下圖y

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 1 0 0( ) 0 cos sin0 sin cos L 的總方向余弦陣 L( , , ): L ( , , ) L ( ) L ( ) L ( ) 0 0 cos 0 sin cos cos sin 0 1 0 0 sin cos sin 0 cos sin 再入坐標(biāo)系和彈體坐標(biāo)系之間的方向余os cos sin cos cos sin cos sin sin sin cos cocos sin cos sin sin cos cos si

圖 2-6 速度系與發(fā)射系轉(zhuǎn)換關(guān)系圖 、 、 分別用 、 、c 來(lái)代替，s sin cos sincos sin sin sin cos cos sin sin sin sin cos cos sin c c c c c c 彈體坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系 個(gè)姿態(tài)角來(lái)確定，分別是攻角 和側(cè)滑角彈速度矢量V 在導(dǎo)彈縱對(duì)稱(chēng)面1 z1xo y 上的斷為，當(dāng)攻角的投影位于z1o x 軸下面的時(shí)為導(dǎo)彈速度矢量V 與彈體縱向?qū)ΨQ(chēng)面量V 位于縱對(duì)稱(chēng)面右側(cè)的時(shí)候（從zo 負(fù)的。

【參考文獻(xiàn)】

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