《高超聲速飛行器的增益協調魯棒參數化控制》是2018年11月01日科學出版社出版的圖書，作者是侯明哲、譚峰。
基本介紹
- 書名：高超聲速飛行器的增益協調魯棒參數化控制
- 作者：侯明哲、譚峰
- ISBN：9787030593665
- 頁數：202
- 定價：98.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018年11月01日
- 裝幀：平脊精裝
- 開本：B5
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書主要包括高超聲速飛行器的非線性運動模型、動態特性分析與面向控制的姿態系統模型，魯棒參數化控制設計方法的基本原理與設計步驟，高超聲速飛行器沿彈道增益協調魯棒參數化控制設計的基本原理、設計步驟及詳細過程與結果，以及高超聲速飛行器制導與控制六自由度非線性數值仿真的軟體開發、仿真測試與結果分析。本書內容系統規範，而且注重理論方法的實用化。
圖書目錄
目錄
前促幾罪言肯民樂糊阿遙碑
主要符號表
第1章 緒論 1
1.1 高超聲速飛行器概述 1
1.1.1 發展歷程 1
1.1.2 研究現狀循鍵市 3
1.2 高超聲速飛行器控制概述 9
1.2.1 面臨的難點問題 9
1.2.2 控制方法概述 10
1.3 增益協調魯棒參數化控制方法概述 18
1.3.1 魯棒參數化控制設計方法 18
1.3.2 增益協調魯棒參數化方法在組拳應料飛行器控制中的套用 19
1.4 本書特色與結構安排 21
參考文獻 22
第2章 理論基礎 34
2.1 控制系統描述 34
2.1.1 傳遞函式描述 34
2.1.2 狀態空間描述 36
2.1.3 解的存在性和唯一性 40
2.2 控制系統的可控性 41
2.3 控制系統的穩定性 42
2.3.1 系統的運動與平衡點 42
2.3.2 Lyapunov 穩定性定義 43
2.3.3 Lyapunov 穩定性判別方法 45
2.3.4 線性系統的穩采檔定性 47
2.4 有理分式矩陣的右互質分解 50
2.4.1 多項式矩陣及其 Smith 標準型 51
2.4.2 有理分式矩陣及其右互質分解 53
2.5 廣義 Sylvester 矩陣方程 55
2.5.1 問題描述 56
2.5.2 完全解析解 57
2.6 狀態反饋極點配置問題 58
2.6.1 狀態反饋極點配置問題的描述 58
2.6.2 狀態反饋極點配置問題的解的存在性與不唯一性 58
2.7 註記 59
參考文獻 59
第3章 面向控制的高超聲速飛行器剛體建模 60
3.1 坐標系統 60
3.1.1 常用坐標系 60
3.1.2 坐標系之間的關係與坐標變換 61
3.2 飛行器六自由度運動模型 68
3.2.1 飛行器質心運動的動頁刪愉力學方程 68
3.2.2 飛行器繞質心轉動的動力學方程 69
3.2.3 飛行器質心運動的運動學方程 69
3.2.4 飛行器繞質心轉動的運動學方程 70
3.2.5 氣動數據模型與推力數據模型 70
3.2.6 角度計算方程 71
3.2.7 質量與轉動慣量變化方程 71
3.2.8 控制關係方程 72
3.3 面向控制的飛行器姿態系統模型 72
3.3.1 飛行器姿態系統的非線性模型 72
3.3.2 高超聲速飛行器 Winged-Cone 氣動數據模型分析 75
3.3.3 高超聲速飛行器面向控制的姿態系統模型 80
3.4 註記 84
參考文獻 84
第4章 控制系統設計的魯棒參數化方法 85
4.1 狀態反饋控制設計的參數化方法 85
4.1.1 狀態反饋特徵結構配置 85
4.1.2 基於狀態反饋特徵結構配置的參數化控制設計 89
4.2 模型參考輸出跟蹤控制方法 91
4.2.1 問題的描述 91
4.2.2 解的存在性 92
4.2.3 問題的求解 92
4.3 魯棒參數化控制設計步驟 94
4.3.1 狀態反饋控制的參數化設計步驟 95
4.3.2 模型參考輸出跟蹤控制的參數化設計步驟 97
4.4 魯棒參數化控制方法的計算機輔助設計 100
4.5 仿真算例 101
4.5.1 系統描述 101
4.5.2 控制器設計 102
4.5.3 結果分析 103
4.6 註記 108
參考文獻 108
第5章 高超聲速飛行器沿彈道增益協調魯棒控制系統設計 110
5.1 增益協調魯棒參數化控制方法 110
5.1.1 局部控制器的參數化 110
5.1.2 全局控制器設計 111
5.2 增益協調魯棒參數化控制設計的步驟 118
5.2.1 全局魯棒參數化控制設計步驟 118
5.2.2 增益平滑切換魯棒參數化控制設計步驟 120
5.3 高超聲速飛行器的增益協調魯棒參數化控制系統設計 121
5.3.1 高超聲速飛行器爬升與巡航段的制導與魯棒控制 121
5.3.2 高超聲速飛行器俯衝段的制導與魯棒控制 131
5.4 註記 135
參考文獻 135
第6章 高超聲速飛行器控制系統的非線性數值仿真 136
6.1 高超聲速飛行器制導與控制系統仿真軟體 136
6.1.1 基本數學模型 136
6.1.2 軟體結構與功能 141
6.2 測試彈道 144
6.2.1 標稱彈道 144
6.2.2 偏差設定 145
6.3 爬升段仿真 146
6.3.1 標稱情形 146
6.3.2 極限拉偏情形Ⅰ 150
6.3.3 極限拉偏情形Ⅱ 155
6.3.4 爬升段仿真結果分析 159
6.4 巡航段仿真 159
6.4.1 巡航與無動力飛行 159
6.4.2 等速變高機動飛行 164
6.4.3 等高變速機動飛行 168
6.4.4 側向轉彎機動飛行 172
6.4.5 巡航段仿真結果分析 177
6.5 俯衝段仿真 177
6.5.1 標稱情形 177
6.5.2 極限拉偏情形Ⅰ 181
6.5.3 極限拉偏情形Ⅱ 186
6.5.4 俯衝段仿真結果分析 190
6.6 註記 190
參考文獻 190
第7章 總結 191
7.1 增益協調魯棒參數化控制方法的優越性 191
7.2 增益協調魯棒參數化控制方法的局限性 192
附錄 194
附錄Ⅰ 高超聲速飛行器結構參數 194
附錄Ⅱ 高超聲速飛行器氣動數據模型 194
附錄Ⅲ 高超聲速飛行器發動機推力模型 200
附錄Ⅳ 大氣密度、溫度與聲速模型 201
前促幾罪言肯民樂糊阿遙碑
主要符號表
第1章 緒論 1
1.1 高超聲速飛行器概述 1
1.1.1 發展歷程 1
1.1.2 研究現狀循鍵市 3
1.2 高超聲速飛行器控制概述 9
1.2.1 面臨的難點問題 9
1.2.2 控制方法概述 10
1.3 增益協調魯棒參數化控制方法概述 18
1.3.1 魯棒參數化控制設計方法 18
1.3.2 增益協調魯棒參數化方法在組拳應料飛行器控制中的套用 19
1.4 本書特色與結構安排 21
參考文獻 22
第2章 理論基礎 34
2.1 控制系統描述 34
2.1.1 傳遞函式描述 34
2.1.2 狀態空間描述 36
2.1.3 解的存在性和唯一性 40
2.2 控制系統的可控性 41
2.3 控制系統的穩定性 42
2.3.1 系統的運動與平衡點 42
2.3.2 Lyapunov 穩定性定義 43
2.3.3 Lyapunov 穩定性判別方法 45
2.3.4 線性系統的穩采檔定性 47
2.4 有理分式矩陣的右互質分解 50
2.4.1 多項式矩陣及其 Smith 標準型 51
2.4.2 有理分式矩陣及其右互質分解 53
2.5 廣義 Sylvester 矩陣方程 55
2.5.1 問題描述 56
2.5.2 完全解析解 57
2.6 狀態反饋極點配置問題 58
2.6.1 狀態反饋極點配置問題的描述 58
2.6.2 狀態反饋極點配置問題的解的存在性與不唯一性 58
2.7 註記 59
參考文獻 59
第3章 面向控制的高超聲速飛行器剛體建模 60
3.1 坐標系統 60
3.1.1 常用坐標系 60
3.1.2 坐標系之間的關係與坐標變換 61
3.2 飛行器六自由度運動模型 68
3.2.1 飛行器質心運動的動頁刪愉力學方程 68
3.2.2 飛行器繞質心轉動的動力學方程 69
3.2.3 飛行器質心運動的運動學方程 69
3.2.4 飛行器繞質心轉動的運動學方程 70
3.2.5 氣動數據模型與推力數據模型 70
3.2.6 角度計算方程 71
3.2.7 質量與轉動慣量變化方程 71
3.2.8 控制關係方程 72
3.3 面向控制的飛行器姿態系統模型 72
3.3.1 飛行器姿態系統的非線性模型 72
3.3.2 高超聲速飛行器 Winged-Cone 氣動數據模型分析 75
3.3.3 高超聲速飛行器面向控制的姿態系統模型 80
3.4 註記 84
參考文獻 84
第4章 控制系統設計的魯棒參數化方法 85
4.1 狀態反饋控制設計的參數化方法 85
4.1.1 狀態反饋特徵結構配置 85
4.1.2 基於狀態反饋特徵結構配置的參數化控制設計 89
4.2 模型參考輸出跟蹤控制方法 91
4.2.1 問題的描述 91
4.2.2 解的存在性 92
4.2.3 問題的求解 92
4.3 魯棒參數化控制設計步驟 94
4.3.1 狀態反饋控制的參數化設計步驟 95
4.3.2 模型參考輸出跟蹤控制的參數化設計步驟 97
4.4 魯棒參數化控制方法的計算機輔助設計 100
4.5 仿真算例 101
4.5.1 系統描述 101
4.5.2 控制器設計 102
4.5.3 結果分析 103
4.6 註記 108
參考文獻 108
第5章 高超聲速飛行器沿彈道增益協調魯棒控制系統設計 110
5.1 增益協調魯棒參數化控制方法 110
5.1.1 局部控制器的參數化 110
5.1.2 全局控制器設計 111
5.2 增益協調魯棒參數化控制設計的步驟 118
5.2.1 全局魯棒參數化控制設計步驟 118
5.2.2 增益平滑切換魯棒參數化控制設計步驟 120
5.3 高超聲速飛行器的增益協調魯棒參數化控制系統設計 121
5.3.1 高超聲速飛行器爬升與巡航段的制導與魯棒控制 121
5.3.2 高超聲速飛行器俯衝段的制導與魯棒控制 131
5.4 註記 135
參考文獻 135
第6章 高超聲速飛行器控制系統的非線性數值仿真 136
6.1 高超聲速飛行器制導與控制系統仿真軟體 136
6.1.1 基本數學模型 136
6.1.2 軟體結構與功能 141
6.2 測試彈道 144
6.2.1 標稱彈道 144
6.2.2 偏差設定 145
6.3 爬升段仿真 146
6.3.1 標稱情形 146
6.3.2 極限拉偏情形Ⅰ 150
6.3.3 極限拉偏情形Ⅱ 155
6.3.4 爬升段仿真結果分析 159
6.4 巡航段仿真 159
6.4.1 巡航與無動力飛行 159
6.4.2 等速變高機動飛行 164
6.4.3 等高變速機動飛行 168
6.4.4 側向轉彎機動飛行 172
6.4.5 巡航段仿真結果分析 177
6.5 俯衝段仿真 177
6.5.1 標稱情形 177
6.5.2 極限拉偏情形Ⅰ 181
6.5.3 極限拉偏情形Ⅱ 186
6.5.4 俯衝段仿真結果分析 190
6.6 註記 190
參考文獻 190
第7章 總結 191
7.1 增益協調魯棒參數化控制方法的優越性 191
7.2 增益協調魯棒參數化控制方法的局限性 192
附錄 194
附錄Ⅰ 高超聲速飛行器結構參數 194
附錄Ⅱ 高超聲速飛行器氣動數據模型 194
附錄Ⅲ 高超聲速飛行器發動機推力模型 200
附錄Ⅳ 大氣密度、溫度與聲速模型 201
