《脈衝式干擾下高超聲速飛行器的有限時間狀態受限控制》是依託哈爾濱工業大學，由譚峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：脈衝式干擾下高超聲速飛行器的有限時間狀態受限控制
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：譚峰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高超聲速飛行器工作狀態突變時，如助推分離、發動機點火與熄火，控制系統會受到短時、大幅值的干擾，容易引發飛行器姿態震盪，威脅飛行安全。我們將這種典型干擾描述為脈衝式干擾，研究該類干擾下高超聲速飛行器的有限時間狀態受限控制問題。首先提出基於疊代凸最佳化的線上軌跡最佳化算法，通過修正制導軌跡來減小脈衝式干擾的影響；其次，基於該最佳化軌跡得到飛行器姿態系統的線性時變模型，採用連續橢球估計的思想推導系統的魯棒有限時間穩定性條件；最後，基於凸最佳化算法解決輸入受限系統的有限時間鎮定和干擾下的輸入狀態有限時間鎮定控制問題。課題的研究結果將套用於高超聲速飛行器助推分離、點火熄火等關鍵飛行段的分析和設計，為高超聲速飛行器的研究和研製提供理論支撐和設計參考。
結題摘要
本課題針對脈衝式干擾下高超聲速飛行器控制中的關鍵問題開展研究，主要解決存在模型不確定性和執行器飽和約束的條件下，飛行器姿態系統的狀態受限控制問題，取得的主要成果如下。1、開展了大偏差和大不確定情形下高超聲速飛行器的軌跡跟蹤和軌跡生成方法的研究，提出了一種基於凸最佳化的約束非線性系統的軌跡跟蹤控制方法和考慮姿態系統動態和約束的實時軌跡生成方法，有效的減小了干擾衝擊導致的軌跡和姿態偏差；2、將脈衝式干擾下高超聲速飛行器的姿態控制問題抽象為一類輸入受限系統的有限時間鎮定控制問題，提出了存在狀態約束和輸入飽和情形下姿態系統基於凸最佳化的有限時間鎮定控制算法和大偏差下控制器的逐段最佳化快速求解算法，提出了一類帶有狀態和輸入約束的非線性系統的改進自適應動態面設計方法；3、將脈衝式干擾對飛行器姿態系統的影響抽象為一類邊界已知或未知的不確定性，分別提出了基於有限時間線性參變和非線性滑模理論的控制方法，並進一步的，在制導控制一體化框架下研究了一類輸入狀態受限的非線性系統基於干擾觀測器的動態面設計方法。 經過3年時間的研究，已經按照預定計畫完成全部研究內容，取得了豐富的成果，已經出版專著1部，發表論文18篇，其中SCI收錄10篇。完成了項目申請時的計畫任務。本課題的研究結果可以套用於高超聲速飛行器助推分離、點火熄火等關鍵飛行段的分析和設計，為高超聲速飛行器的研究和研製提供參考。
