《高超聲速飛行器/發動機的魯棒協調控制方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由鮑文擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：高超聲速飛行器/發動機的魯棒協調控制方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：鮑文
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高超聲速飛行器具有大包線、寬工況的工作特徵，其在運行中可能出現飛行器/發動機觸碰甚至越過安全工作邊界的情況，產生飛行安全問題。而這些問題通常是由機體/發動機耦合作用導致的，在飛行器/發動機控制系統設計時，安全性是第一重要的。同時考慮飛行性能和飛行安全的協調控制技術是高超聲速飛行器控制研究一項待解決的關鍵問題。另外，飛行器的氣動、推進、結構彈性特性以及大氣擾動等存在很大的不確定性，這些嚴重不確定性的存在還要求控制系統具有強魯棒性。然而，針對由於耦合特性帶來的高超聲速飛行器安全問題，現有的控制技術在飛行控制系統設計時很少考慮飛行器或發動機的安全邊界，所設計的控制器很難實現或實現起來結構過於複雜，且很難在各設計部門間進行協調調試。故針對上述兩個設計要求，本項目對高超聲速飛行器魯棒協調控制的關鍵問題，在一體化耦合模型簡化、安全邊界特性和表征、一體化魯棒和協調控制展開具體研究，並給出具體的設計方法。
結題摘要
本項目以採用亞燃衝壓發動機或雙模態超燃衝壓發動機作為推進系統的高超聲速飛行器作為重點研究對象，以飛行器跨越較寬飛行馬赫數範圍的加速爬升飛行過程為主要研究背景，將研究要點致力於設計以飛行加速度為飛/推接口參數的一體化控制框架。為了深入高超聲速飛/推一體化模型的相關工作，本項目構建並發展了兩類皆包含因高反壓引起進氣道不起動問題的衝壓發動機模型，並由此構建了高超聲速飛/推一體化縱向動力學機理模型。基於一體化模型，展現了以多目標增廣2-DOF無擾切換方法為理論基礎而設計的包含加速度調節與進氣道不起動保護切換控制策略的飛/推一體化控制系統在協調發動機不起動問題與飛行器加速性能時的相關分析與結果。基於研究可知，吸氣式推進系統進氣道不起動邊界的存在不僅僅會限制推進系統的推力輸出能力，同樣會限制飛行器的加速能力。並最終通過仿真研究給出了本項目所設計的雙目標切換控制策略與一體控制框架的有效性。
