《姿態氣動耦合的高超聲速飛行器分塊建模及魯棒控制》是依託華中科技大學，由劉磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：姿態氣動耦合的高超聲速飛行器分塊建模及魯棒控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉磊
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
針對高超聲速飛行器飛行姿態和氣動力存在的多通道耦合、非線性、快時變等問題，在對飛行器氣動特性和運動學原理的基礎上，對一類面對稱、高升阻比、強擾動的高超聲速飛行器，尋找一種面向控制的混合分塊建模方法；作為控制器設計的基礎，首先對系統進行穩定性和耦合機理分析,並在所建立模型的基礎上，根據模組化控制系統設計的思路，研究分塊控制器設計方案；其次針對高超聲速飛行器的姿態和氣動力強耦合的特點，通過偽解耦和補償降低耦合，再利用自抗擾控制方法實現對干擾的抑制，進而實現飛行器魯棒姿態控制；而後針對各模組需要滿足的性能指標，研究基於參考模型的魯棒姿態控制方法，利用模組化的優勢，降低模組內控制器設計複雜程度，同時保證各模組的控制性能指標，進而保證飛行器控制性能指標；最後分別在飛行器實時仿真機和數字計算機上建立數字仿真平台，並分別對所研究的飛行器魯棒控制算法進行仿真驗證，以檢驗理論研究的正確性。
結題摘要
本項目圍繞近空間高超聲速飛行器未來發展目標，針對具有複雜外形的跨大氣層飛行的高超聲速飛行器姿態/氣動力存在的多通道耦合以及非線性、快時變、不確定等問題，在分析高超聲速飛行流動機理的基礎上，進行穩定性、耦合機理分析，獲得考慮氣動耦合、慣性耦合及運動耦合的飛行器的安全飛行邊界判據；根據耦合分析的結果，採用前饋、狀態反饋以及前饋與狀態反饋結合的方法對系統進行耦合補償降耦；針對高超聲速飛行器的特性，基於灰色系統理論，提出灰色自抗擾控制方法，套用於高超聲速飛行器的控制系統設計，並建立數字仿真系統進行實驗，驗證理論研究的正確性。本項目的研究成果將豐富高超聲速飛行器的特性分析和控制方法，支撐我國近空間飛行器技術的可持續發展。
