飛行控制律魯棒性分析研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的控制系統(tǒng)是飛行器能穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。目前為止，大量工程應(yīng)用飛行控制系統(tǒng)的控制律設(shè)計(jì)主要采用凍結(jié)系數(shù)法，并使用小偏差線性化模型來(lái)進(jìn)行。盡管工程應(yīng)用證明這種設(shè)計(jì)方式能滿足一般飛行器的飛行控制要求，但也存在明顯的缺點(diǎn)：如設(shè)計(jì)結(jié)果或多或少地依賴于參研人員的直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)過(guò)程中特別是設(shè)計(jì)完成后的分析、評(píng)估和驗(yàn)證過(guò)程非常繁瑣且穩(wěn)定性問(wèn)題從理論上無(wú)法給出完美的解釋。
　　本文針對(duì)傳統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法中存在的問(wèn)題，對(duì)飛行控制律魯棒性

2、分析的國(guó)內(nèi)外研究和技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行了梳理。為減少飛行控制律魯棒性分析的投入和代價(jià)，提高分析結(jié)果的可靠性，結(jié)合傳統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法工程實(shí)現(xiàn)的流程，開展了以下問(wèn)題的研究：
　?、艑?duì)Lyapunov穩(wěn)定性理論、增量穩(wěn)定性理論及收縮分析進(jìn)行了回顧，提出了從物理的角度來(lái)描述和分析動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)方程一次微分的分解，通過(guò)速度項(xiàng)和加速度項(xiàng)，可以更加清晰地理解和描述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題；
　　⑵使用平方和(SOS)規(guī)劃方法研究

3、了吸引域的估計(jì)問(wèn)題，提出了采用SOS規(guī)劃的改進(jìn)V-S迭代方法，文中給出了大量的例子來(lái)說(shuō)明基于SOS規(guī)劃的估計(jì)效果，與采用LMI或BMI的方法相比，基于SOS規(guī)劃的V-S迭代方法具有問(wèn)題描述相對(duì)簡(jiǎn)單、耗費(fèi)計(jì)算時(shí)間較少的優(yōu)點(diǎn)；
　　⑶對(duì)飛行器LPV不確定性建模方法進(jìn)行了研究，提出并實(shí)現(xiàn)了基于矩陣的全飛行包線網(wǎng)格準(zhǔn)-LPV優(yōu)化建模方法，可在具體建模實(shí)施中通過(guò)合理利用數(shù)值計(jì)算的能力，進(jìn)而減少最終的建模誤差；
　?、葘?duì)飛行器的特征點(diǎn)選

4、擇問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了采用收縮分析和SOS規(guī)劃相結(jié)合的特征點(diǎn)選擇方法，此方法可以回避單純采用吸引域估計(jì)等方法時(shí)因不確定參數(shù)變化引起的平衡點(diǎn)不規(guī)則變化問(wèn)題，可以確定不確定參數(shù)的上界，使得特征點(diǎn)的選擇具有了系統(tǒng)性和一定的理論依據(jù)；
　?、刹捎眯_動(dòng)理論對(duì)某彈體的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了較為詳盡的分析，相應(yīng)的仿真數(shù)值計(jì)算和后續(xù)的飛行試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了小擾動(dòng)理論應(yīng)用于非圓截面彈體的工程可行性；
　?、式榻B了LFT建模的一般方法和部分現(xiàn)有實(shí)用工