本論文以無人戰(zhàn)機大攻角機動飛行為背景,研究了無人戰(zhàn)機大攻角機動飛行自主控制技術。針對其機動過程中的機體特性及飛行環(huán)境的不確定性,提出了基于擾動觀測器的無人戰(zhàn)機大攻角機動飛行非線性動態(tài)逆控制方案及模型參考滑�？刂品桨�,考慮到無人戰(zhàn)機的多執(zhí)行機構(gòu),通過選擇偽逆法和不動點法相結(jié)合及鏈式遞增兩種控制分配策略,構(gòu)建了無人戰(zhàn)機機動飛行復合控制器,并通過合理的數(shù)值仿真對兩種控制方案進行了有效驗證。本文的主要工作包括以下幾個方面:1)分析無人戰(zhàn)機機動飛行過程中的作用力及作用力矩,考慮氣動特性及推力矢量,建立了無人戰(zhàn)機機動飛行質(zhì)心運動模型、繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動模型;進而通過合理假設及系數(shù)凍結(jié)法推導了小擾動線性化控制模型。2)以F16作為無人戰(zhàn)機氣動數(shù)據(jù)參考,進而對戰(zhàn)機氣動特性、操穩(wěn)特性進行了分析;設置飛行全程推力、攻角、傾側(cè)角指令時序,設計了類Herbst機動的無人戰(zhàn)機機動軌跡方案,通過三自由度仿真驗證方案合理性。3)基于無人戰(zhàn)機非線性動力學模型,由此根據(jù)非線性動態(tài)逆和奇異攝動理論設計了基于擾動觀測器的非線性動態(tài)逆控制器,選擇偽逆法和不動點法相結(jié)合的控制分配方案,構(gòu)建復合控制器;在擾動/無擾動條件下對控制系統(tǒng)性能...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 大攻角機動飛行器發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 俄式戰(zhàn)機
        1.2.2 美式戰(zhàn)機
    1.3 大攻角機動飛行控制技術研究現(xiàn)狀
        1.3.1 非線性動態(tài)逆控制方法
        1.3.2 自抗擾反演控制方法
        1.3.3 滑模變結(jié)構(gòu)控制方法
        1.3.4 魯棒控制方法
        1.3.5 智能控制方法
    1.4 控制分配理論研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要內(nèi)容
第2章 無人戰(zhàn)機飛行動力學建模
    2.1 引言
    2.2 坐標系定義及轉(zhuǎn)換
        2.2.1 坐標系定義
        2.2.2 坐標系轉(zhuǎn)換
        2.2.3 基本運動參數(shù)推導
    2.3 作用力/力矩分解
        2.3.1 氣動力/力矩分解
        2.3.2 推力/力矩
        2.3.3 重力
    2.4 飛行動力學方程建立
        2.4.1 質(zhì)心運動學方程
        2.4.2 繞質(zhì)心動力學方程
        2.4.3 小擾動線性化模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 無人戰(zhàn)機氣動特性分析及大攻角機動軌跡設計
    3.1 引言
    3.2 無人戰(zhàn)機氣動特性分析
        3.2.1 單通道氣動特性分析
        3.2.2 多通道間耦合特性分析
    3.3 大攻角機動軌跡設計
        3.3.1 類Herbst機動軌跡設計方案
        3.3.2 仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于擾動觀測器的無人戰(zhàn)機大攻角機動飛行非線性動態(tài)逆控制
    4.1 引言
    4.2 基于擾動觀測器的非線性動態(tài)逆控制器設計
        4.2.1 非線性控制律設計
        4.2.2 擾動觀測器設計
        4.2.3 單點仿真
    4.3 基于偽逆法和不動點法的控制力矩分配策略
        4.3.1 偽逆法及不動點法簡介
        4.3.2 無人戰(zhàn)機優(yōu)化控制分配策略設計
        4.3.3 仿真分析
    4.4 復合控制器數(shù)值仿真分析
        4.4.1 無擾動六自由度仿真
        4.4.2 擾動條件六自由度仿真
    4.5 本章小結(jié)
第5章 無人戰(zhàn)機大攻角機動飛行模型參考滑�？刂�
    5.1 引言
    5.2 模型參考滑�？刂破髟O計
        5.2.1 模型參考滑�？刂坡稍O計
        5.2.2 擴張狀態(tài)觀測器設計
        5.2.3 單點測試
    5.3 基于鏈式遞增法的控制力矩分配方案
        5.3.1 鏈式遞增方法原理
        5.3.2 三通道鏈式遞增控制力矩分配方案設計
        5.3.3 仿真分析
    5.4 復合控制器仿真結(jié)果分析
        5.4.1 無擾動六自由度仿真分析
        5.4.2 有擾動六自由度仿真分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3807776