針對(duì)高超聲速制導(dǎo)炮彈的動(dòng)力學(xué)耦合與非線性控制問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種基于反饋線性化的終端滑�？刂破�。首先,兼顧控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便性要求與高超聲速制導(dǎo)炮彈的強(qiáng)非線性特點(diǎn),建立非線性控制模型。然后,對(duì)模型中動(dòng)力學(xué)耦合問(wèn)題,根據(jù)微分幾何理論對(duì)其進(jìn)行反饋線性化,實(shí)現(xiàn)俯仰通道與偏航通道的解耦。最后,對(duì)兩通道分別設(shè)計(jì)終端滑�？刂破�,且控制器有限時(shí)間收斂。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的控制器能夠快速穩(wěn)定的追蹤指令信號(hào),且在外界干擾與參數(shù)攝動(dòng)的情況下依然具有良好的魯棒性。

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

圖1高超聲速制導(dǎo)炮彈示意圖

本文研究的是一種鴨式布局多尾翼高超聲速制導(dǎo)炮彈，其氣動(dòng)布局如圖1所示。彈丸前部設(shè)置十字形鴨舵，彈尾采用8片尾翼。出炮口速度可高達(dá)8馬赫，經(jīng)過(guò)升弧段后，在彈道頂點(diǎn)附近十字鴨舵展開(kāi)，當(dāng)彈丸滾轉(zhuǎn)時(shí)，兩對(duì)鴨舵同時(shí)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的耦合操縱力矩可等效為俯仰與偏航方向分力矩用于彈丸動(dòng)力學(xué)分析與控制....

圖2法向加速度階躍響應(yīng)曲線

當(dāng)輸入加速度指令為ayc=1m/s2,azc=0m/s2時(shí)，法向加速度、側(cè)向加速度階躍響應(yīng)曲線如圖2和圖3所示。圖3側(cè)向加速度階躍響應(yīng)曲線

圖3側(cè)向加速度階躍響應(yīng)曲線

由仿真結(jié)果圖2和圖3可以看出，對(duì)于俯仰通道法向加速度能夠快速穩(wěn)定的追蹤上指令信號(hào)，上升時(shí)間小于0.01s，超調(diào)量遠(yuǎn)小于2%，而且穩(wěn)態(tài)誤差基本為零；同時(shí)，對(duì)于偏航通道的耦合效應(yīng)影響量級(jí)為10-16，因此基本可以忽略不計(jì)�？刂破鬟_(dá)到了良好的解耦效果。此時(shí)控制量曲線如圖4和圖5所示，可....

圖4偏航通道控制輸入信號(hào)

圖4偏航通道控制輸入信號(hào)當(dāng)輸入圖6與圖7所示不規(guī)則信號(hào)時(shí)，由加速度響應(yīng)曲線圖6和圖7可以看出控制器的跟蹤效果良好，而且跟蹤誤差保持在±0.02以內(nèi)，在這種苛刻的跟蹤條件下也能滿足控制要求。

本文編號(hào)：3988694