發(fā)布時間：2017-09-12 21:39

  本文關(guān)鍵詞：高超聲速飛行器助推分離段軌跡優(yōu)化與抗擾設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 高超聲速飛行器 軌跡優(yōu)化 抗干擾設(shè)計 凸優(yōu)化 助推分離

【摘要】：高超聲速飛行器助推分離段制導(dǎo)控制系統(tǒng)的最大特點是運動方程具有非線性及大不確定性。其中飛行軌跡的快速優(yōu)化是制導(dǎo)系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題之一,姿態(tài)系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計是控制系統(tǒng)要解決的主要問題。本文以某型高超聲速飛行器模型為基本研究對象,使用凸優(yōu)化解算工具CVXGEN,解決其助推分離段縱向軌跡優(yōu)化問題。同時,利用控制系統(tǒng)設(shè)計魯棒參數(shù)化方法解決飛行器姿態(tài)系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計問題。首先,給出高超聲速飛行器于助推分離段時其受力情況分析;給出高超聲速飛行器于助推分離段時縱向軌跡優(yōu)化問題的原始數(shù)學(xué)描述,并建立了高超聲速飛行器六自由度的姿態(tài)模型。然后,給出將高超聲速飛行器于助推分離段時縱向軌跡優(yōu)化問題原始數(shù)學(xué)描述轉(zhuǎn)換為相關(guān)凸優(yōu)化問題的基本步驟。給出當(dāng)高超聲速飛行器于助推分離段時縱向軌跡優(yōu)化問題的凸化處理過程;并給出具體的凸優(yōu)化二次型數(shù)學(xué)描述,然后再利用凸優(yōu)化解算工具進(jìn)行最后求解。其次,解決高超聲速飛行器助推分離段抗干擾設(shè)計問題。分別從俯仰通道、偏航通道二方面分別設(shè)計,求解具體的抗干擾控制器設(shè)計問題,然后進(jìn)行仿真驗證。最后,給出俯仰通道的仿真分析,將本文軌跡優(yōu)化后得出的控制變量攻角作為待跟蹤的程序信號,在正弦干擾信號的作用下,先是進(jìn)行了控制器參數(shù)尋優(yōu),得到滿足要求的控制器后,進(jìn)行程序編譯,然后進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明,本文使用的凸優(yōu)化解算工具CVXGEN使得進(jìn)行求解高超聲速飛行器于助推分離段時其縱向優(yōu)化問題能夠具有高效性;同時,利用控制系統(tǒng)設(shè)計的魯棒參數(shù)化方法能解決其助推分離段俯仰通道與偏航通道抗干擾設(shè)計問題。
【關(guān)鍵詞】：高超聲速飛行器 軌跡優(yōu)化 抗干擾設(shè)計 凸優(yōu)化 助推分離
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V249.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的背景、目的和意義9
• 1.2 高超聲速飛行器發(fā)展概況9-13
• 1.2.1 國外研究分析10-12
• 1.2.2 國內(nèi)基本研究情況12-13
• 1.3 高超聲速飛行器控制與制導(dǎo)技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 傳統(tǒng)軌跡優(yōu)化方法簡介13-14
• 1.3.2 控制系統(tǒng)抗干擾設(shè)計方法和軌跡優(yōu)化方法的新發(fā)展14-15
• 1.4 本文各章節(jié)主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 高超聲速飛行器助推分離段問題描述17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 基本坐標(biāo)系的定義及其相互轉(zhuǎn)換17-19
• 2.2.1 基本坐標(biāo)系17-18
• 2.2.2 各坐標(biāo)系相互之間的轉(zhuǎn)換18-19
• 2.3 助推分離段縱向運動模型建立19-23
• 2.3.1 基本運動方程及其簡化20-21
• 2.3.2 飛行器助推分離段縱向運動模型的建立21-22
• 2.3.3 大氣密度相關(guān)模型22-23
• 2.4 助推分離段軌跡優(yōu)化問題描述23-26
• 2.4.1 優(yōu)化變量23
• 2.4.2 約束限制條件23-25
• 2.4.3 優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)25-26
• 2.5 高超聲速飛行器六自由度姿態(tài)模型的建立26-30
• 2.6 助推分離段抗干擾設(shè)計問題描述30-31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 第3章 高超聲速飛行器助推分離段縱向軌跡優(yōu)化32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 高超聲速飛行器助推分離段縱向軌跡優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化32-40
• 3.2.1 基本依據(jù)32-33
• 3.2.2 凸化處理33-35
• 3.2.3 凸優(yōu)化解算工具簡介35-37
• 3.2.4 縱向平面軌跡優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化37-40
• 3.3 助推分離段縱向軌跡優(yōu)化問題求解40-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 高超聲速飛行器助推分離段抗干擾設(shè)計46-66
• 4.1 引言46
• 4.2 助推分離段俯仰通道抗干擾設(shè)計46-58
• 4.2.1 問題描述46-49
• 4.2.2 俯仰通道抗干擾控制器設(shè)計49-56
• 4.2.3 仿真實例及分析56-58
• 4.3 助推分離段偏航通道抗干擾設(shè)計58-65
• 4.3.1 問題描述58-60
• 4.3.2 偏航通道抗干擾控制器設(shè)計60-63
• 4.3.3 仿真實例及分析63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 高超聲速飛行器助推分離段俯仰通道仿真分析66-72
• 5.1 引言66
• 5.2 助推分離段俯仰通道仿真分析66-70
• 5.3 本章小結(jié)70-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：839699