基于軌跡線性化方法的再入機(jī)動(dòng)彈頭控制器設(shè)計(jì).pdf

1、再入機(jī)動(dòng)彈頭具有重要的戰(zhàn)略意義和極高的軍事應(yīng)用價(jià)值。本文根據(jù)我國(guó)對(duì)再入機(jī)動(dòng)彈頭控制技術(shù)發(fā)展的需求，對(duì)再入機(jī)動(dòng)彈頭在再入段機(jī)動(dòng)飛行的姿態(tài)穩(wěn)定控制問(wèn)題進(jìn)行了研究。本文主要針對(duì)再入機(jī)動(dòng)彈頭再入過(guò)程中大的不確定性、非線性特性、時(shí)變特性以及 MIMO系統(tǒng)耦合特性等問(wèn)題，進(jìn)行詳細(xì)的分析之后，給出了一種可以有效解決非線性時(shí)變耦合特性并具有較強(qiáng)魯棒性的軌跡線性化控制方法，實(shí)現(xiàn)了再入機(jī)動(dòng)彈頭在動(dòng)壓和飛行馬赫數(shù)變化范圍比較大的情況下飛行姿態(tài)的穩(wěn)定控制。具體

2、研究?jī)?nèi)容如下:
　　建立再入機(jī)動(dòng)彈頭的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)模型以及與飛行有關(guān)的氣動(dòng)參數(shù)模型。再入機(jī)動(dòng)彈頭是一種高超聲速飛行器，相對(duì)于其他飛行器具有自己典型的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)主要體現(xiàn)在不確定性、非線性、耦合性以及時(shí)變特性等方面。本文通過(guò)對(duì)再入機(jī)動(dòng)彈頭數(shù)學(xué)模型進(jìn)行較深入的研究，進(jìn)行總體的控制思路和控制方法的規(guī)劃。
　　針對(duì)再入機(jī)動(dòng)彈頭的時(shí)變非線性特性以及通道間耦合特性，提出利用非線性動(dòng)態(tài)逆控制方法，處理系統(tǒng)的非線性特性和實(shí)現(xiàn)通道間解耦。

3、該控制方法分兩部分完成：首先將再入機(jī)動(dòng)彈頭模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，得到用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿射非線性模型；然后利用非線性動(dòng)態(tài)逆方法分別設(shè)計(jì)內(nèi)外回路控制器。但是該方法缺乏魯棒性，在存在干擾和參數(shù)建模誤差時(shí)，跟蹤誤差較大，因而需要與其他魯棒控制方法相結(jié)合，提高其魯棒性能。
　　針對(duì)再入機(jī)動(dòng)彈頭存在大的不確定性和建模誤差的特點(diǎn)，提出了利用軌跡線性化控制方法(TLC)提高系統(tǒng)的抗干擾能力。該方法首先利用非線性動(dòng)態(tài)逆方法求得開環(huán)系統(tǒng)的偽逆，將軌跡