高超聲速飛行器的變階無擾切換容錯控制研究

《高超聲速飛行器的變階無擾切換容錯控制研究》是依託瀋陽航空航天大學，由齊義文擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：高超聲速飛行器的變階無擾切換容錯控制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：齊義文
• 依託單位：瀋陽航空航天大學

項目摘要

由於特殊的動力學特性及複雜的運行環境，導致高超聲速飛行器在運行中極易發生感測器和執行器故障而失去調節作用，需要進行控制器的降階控制，但變階控制器間切換會產生控制信號暫態衝擊和不穩定等問題。目前變階切換系統的穩定性研究處於初級階段，而對關係可套用性的切換性能研究尚為空白。為此，本項目提出變階切換系統的切換控制與切換性能雙重設計方法。研究內容包括：探求變階切換下暫態衝擊的產生機理；研究變階切換系統的無擾切換控制設計方法；尋求無擾切換下的系統穩定性分析條件；研究切換規則故障對於系統性能的影響規律和抑制策略；建立系統的切換控制和性能保障的理論體系。同時，建立可反映更真實發動機特性的高超飛行器模型，利用所得到方法進行設計和驗證。項目研究成果將為變階切換系統的研究提供有效的分析和設計方法，發展和豐富切換系統理論，並將套用到高超容錯控制等實際系統設計中，為解決實際控制問題提供有力的理論依據與技術支撐。

結題摘要

項目對高超聲速飛行器的變階無擾切換容錯控制進行了研究。研究要點致力于飛行器/發動機模型的建立和無擾切換控制技術兩個方面。對於模型研究部分，項目構建了高超聲速飛行器一體化仿真模型，並重點建立了由高反壓引起進氣道不起動問題的超燃衝壓發動機控制模型。對於控制技術研究部分，項目緊密圍繞安排的研究內容，分別研究得到了切換系統在執行器和感測器故障條件下的穩定性分析方法、控制及無擾切換補償器設計條件。在此基礎上，項目繼續考慮了異步切換問題，研究得到了切換系統在切換時滯下的無擾切換控制方法。此外，項目還擴展了切換控制技術的研究範圍，對切換系統的事件觸發控制問題進行了探索性研究，提出了針對切換系統的事件觸發控制分析和設計的基本解決框架。總體而言，項目對研究計畫的每項內容都進行了具體和深入地研究，實現了預計的主要研究目標。基於研究，項目建立了基於無擾切換、容錯和切換穩定性等理論技術的切換控制設計的系統方法，成果可為飛行器、發動機調節/保護控制等領域提供有益的技術借鑑和方法支撐。