基于解耦滑模的升力式飞行器欠驱制导方法

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作者 薛光伟 辛万青 +2 位作者 傅瑜 许江涛 谭浩天 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第4期43-49,共7页

针对升力式飞行器的欠驱动跟踪制导问题,提出了一种基于解耦滑模的强鲁棒制导方法。通过动力学机理与气动特性分析,构建了升力式飞行器的动力学数学模型,给出了气动参数的使用方法及存在的控制量约束条件。基于误差模型、滑模指数趋近... 针对升力式飞行器的欠驱动跟踪制导问题,提出了一种基于解耦滑模的强鲁棒制导方法。通过动力学机理与气动特性分析,构建了升力式飞行器的动力学数学模型,给出了气动参数的使用方法及存在的控制量约束条件。基于误差模型、滑模指数趋近律和解耦滑模方法,提出了适用于升力式飞行器的欠驱制导方法,并开展了典型工况下的数值仿真试验研究。结果表明,所提方法保证了升力式飞行器在欠驱动情况下的轨迹跟踪能力。 展开更多

关键词 升力式飞行器 欠驱动系统 指数趋近律 解耦滑模制导 仿真试验

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升力式飞行器集结轨迹实时规划方法

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作者 薛光伟 辛万青 傅瑜 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1195-1202,共8页

针对升力式飞行器在强干扰环境下集结的问题,提出一种可达时间快速计算方法以及集结轨迹规划方法。在满足平衡滑翔条件的前提下,提出能量航程剖面上最快到达与最慢到达对应的两种轨迹模式,推导了两种轨迹满足的条件,基于双层牛顿割线法... 针对升力式飞行器在强干扰环境下集结的问题,提出一种可达时间快速计算方法以及集结轨迹规划方法。在满足平衡滑翔条件的前提下,提出能量航程剖面上最快到达与最慢到达对应的两种轨迹模式,推导了两种轨迹满足的条件,基于双层牛顿割线法,构建一种可达时间实时求解方法,形成了升力式飞行器集结轨迹实时规划方法。仿真结果表明,提出的集结轨迹规划方法能够完成未知强干扰作用下升力式飞行器的实时集结轨迹规划。 展开更多

关键词 升力式飞行器 可达时间 双层牛顿割线法 轨迹规划

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升力式飞行器多阶段轨迹优化改进策略研究 被引量：4

3

作者 洪蓓 辛万青 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2013年第2期8-12,共5页

针对伪谱法求解多阶段多约束最优控制问题时存在的控制变量不连续问题,提出一种改进优化策略,增加攻角和倾侧角为状态变量,选择攻角变化率与倾侧角变化率为控制变量,考虑动压、过载、热流密度、边界层转捩等约束影响,采用hp自适应伪谱... 针对伪谱法求解多阶段多约束最优控制问题时存在的控制变量不连续问题,提出一种改进优化策略,增加攻角和倾侧角为状态变量,选择攻角变化率与倾侧角变化率为控制变量,考虑动压、过载、热流密度、边界层转捩等约束影响,采用hp自适应伪谱法对升力式再入飞行器多阶段多约束轨迹优化问题进行数值仿真。仿真结果表明控制变量在不同飞行阶段之间变化连续且平缓,该方法简单有效,具有较强的工程应用价值。 展开更多

关键词 升力式再入飞行器 多阶段 多约束 轨迹优化 hp自适应伪谱法

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升力式再入飞行器覆盖范围计算分析 被引量：6

4

作者 傅瑜 杨卫丽 崔乃刚 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期13-19,共7页

将升力式再入飞行器的覆盖范围生成问题转化成满足再入约束条件下的最大纵程、最小纵程、最大横程以及一定纵程下最大横程的轨迹优化问题,采用序列梯度-修复算法来解这一系列的轨迹优化问题,最后进行了仿真分析.仿真结果表明:本文采用... 将升力式再入飞行器的覆盖范围生成问题转化成满足再入约束条件下的最大纵程、最小纵程、最大横程以及一定纵程下最大横程的轨迹优化问题,采用序列梯度-修复算法来解这一系列的轨迹优化问题,最后进行了仿真分析.仿真结果表明:本文采用的方法合理可行,升力式再入飞行器的覆盖范围为一个左右不对称的扇形区域. 展开更多

关键词 升力式再入飞行器 覆盖范围 轨迹优化 序列梯度-修复算法

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升力式再入飞行器的神经网络自适应逆控制系统设计 被引量：3

5

作者 黎科峰 田源 任章 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2006年第4期20-24,共5页

分析了升力式再入飞行器的动力学模型,针对现有的再入控制方法的缺陷,提出了利用神经网络自适应逆来设计再入控制系统,使再入飞行器控制系统克服现有的控制方法的缺陷,无需大量的增益调节,自动适应非线性、强耦合的对象特性,适应大范围... 分析了升力式再入飞行器的动力学模型,针对现有的再入控制方法的缺陷,提出了利用神经网络自适应逆来设计再入控制系统,使再入飞行器控制系统克服现有的控制方法的缺陷,无需大量的增益调节,自动适应非线性、强耦合的对象特性,适应大范围环境变化,减小对不同飞行条件下气动与结构参数的依赖性,自动补偿不确定因素。最后通过simulink建模对控制系统进行了仿真,验证了此控制系统能很好地跟踪输入,并且能抑制大范围的外部扰动。 展开更多

关键词 升力式再入飞行器 神经网络 自适应逆 控制系统

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基于最优空间转动矢量的升力式再入飞行器单通道姿态控制器设计 被引量：1

6

作者 王志刚 宁宇 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第6期1325-1328,共4页

针对升力式再入飞行器高超声速飞行时姿态运动各通道间强烈耦合效应,提出最优空间转动矢量概念。采用内外环双回路控制方式,设计了一种新式控制方法。将一般三通道姿态控制问题转化成为空间单通道控制问题。选取合适的控制系统参数,通... 针对升力式再入飞行器高超声速飞行时姿态运动各通道间强烈耦合效应,提出最优空间转动矢量概念。采用内外环双回路控制方式,设计了一种新式控制方法。将一般三通道姿态控制问题转化成为空间单通道控制问题。选取合适的控制系统参数,通过六自由度仿真,验证了所设计的单通道姿态控制器能够实现对飞行器姿态角的跟踪。 展开更多

关键词 升力式再入飞行器 单通道姿态控制 最优空间转动矢量 内外环双回路

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升力式再入飞行器非最小相位级联姿态控制 被引量：9

7

作者 孙珊 张冉 李惠峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期41-49,共9页

针对具有非最小相位特性的升力式再入飞行器的姿态控制问题,设计了一种基于干扰观测器的动态逆预测级联姿态控制器。提出了"外界输入控制外部状态,外部状态偏差控制内部状态"的级联控制策略。在内部状态回路中,利用模型预测... 针对具有非最小相位特性的升力式再入飞行器的姿态控制问题,设计了一种基于干扰观测器的动态逆预测级联姿态控制器。提出了"外界输入控制外部状态,外部状态偏差控制内部状态"的级联控制策略。在内部状态回路中,利用模型预测控制器的最优性,以较小的控制量镇定内部状态到有界范围;在外部状态回路中,采用动态逆控制器将输出偏差镇定在内回路所需控制量上,并加入干扰观测器来消除再入过程中的建模不确定性,进而实现飞行器姿态的稳定跟踪输出。数值仿真结果表明,该级联控制策略能够有效地解决具有非最小相位特性的模型指令跟踪问题。Monte Carlo数值仿真结果表明,在建模不确定性存在的情况下,该级联姿态控制器具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 升力式再入飞行器 非最小相位系统 级联系统 干扰观测器 动态逆 预测控制 姿态控制

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升力式再入飞行器体襟翼姿态控制方法 被引量：3

8

作者 王之 李惠峰 包为民 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期532-541,共10页

针对升力式再入飞行器体襟翼控制三通道时的非最小相位问题,设计了一种姿态输出跟踪控制方法。选择合理的局部微分同胚,将姿态输入-输出模型转换为正则形式并得到内动态。通过对内动态进行稳定性分析并提出系统非最小相位特性的判据,采... 针对升力式再入飞行器体襟翼控制三通道时的非最小相位问题,设计了一种姿态输出跟踪控制方法。选择合理的局部微分同胚,将姿态输入-输出模型转换为正则形式并得到内动态。通过对内动态进行稳定性分析并提出系统非最小相位特性的判据,采用此判据可判定当存在副翼反效时该输出跟踪控制问题为非最小相位控制问题。针对该问题,首先依据内动态与外部动态的线性相关度将正则模型分解为最小相位子系统(纵向通道)和非最小相位子系统(横侧向通道),然后运用动态逆控制技术对2个子系统分别设计状态反馈控制器,最后基于Lyapunov方程和最小范数控制策略在非最小相位子系统中引入非线性辅助控制项以镇定整个姿态控制回路。仿真结果表明了在仅有体襟翼控制的情况下该控制方法能够精确跟踪控制指令并镇定内动态。 展开更多

关键词 升力式再入飞行器 体襟翼姿态控制 非最小相位特性判据 副翼反效 最小范数控制策略

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多约束条件下的升力滑翔式再入轨迹优化 被引量：7

9

作者 汤亮 杨建民 陈风雨 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2013年第1期1-5,67,共6页

结合多约束再入飞行任务,以升力式再入飞行器为研究对象,给出完整的弹道优化模型,研究弹道优化数值解法,并采用高斯伪谱法进行求解计算,得到满足相应约束条件的再入飞行轨迹。仿真结果表明,高斯伪谱法能够求解此类多约束飞行轨迹优化设... 结合多约束再入飞行任务,以升力式再入飞行器为研究对象,给出完整的弹道优化模型,研究弹道优化数值解法,并采用高斯伪谱法进行求解计算,得到满足相应约束条件的再入飞行轨迹。仿真结果表明,高斯伪谱法能够求解此类多约束飞行轨迹优化设计问题,并具有较好的效果。 展开更多

关键词 升力式再入飞行器 多约束飞行任务 高斯伪谱法

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适应多射程与路径约束的再入预测校正制导

10

作者 郭浩辰 黄汉斌 +1 位作者 郭涛 杨业 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期48-55,共8页

针对存在不同分布的路径约束与不同航程需求的升力式飞行器再入飞行任务,设计二次曲线形式的倾侧角剖面以增强飞行器的侧向机动能力,通过预测校正的迭代过程修正倾侧角剖面以满足航程需求,采用改进人工势场法设计侧向制导方法导引飞行... 针对存在不同分布的路径约束与不同航程需求的升力式飞行器再入飞行任务,设计二次曲线形式的倾侧角剖面以增强飞行器的侧向机动能力,通过预测校正的迭代过程修正倾侧角剖面以满足航程需求,采用改进人工势场法设计侧向制导方法导引飞行器满足路径约束,最后通过粒子群算法优化制导参数以获得性能最优的轨迹。仿真结果验证了该算法能够适应多种航程需求与路径约束且以较高精度满足终端约束。 展开更多

关键词 升力式飞行器 路径约束 预测校正制导 人工势场 粒子群优化

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基于模糊PID的直/气复合再入控制方法研究 被引量：6

11

作者 高晨 马文涛 张庆振 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期146-148,共3页

升力式高超声速再入飞行器气动力、气动热耦合环境复杂,不确定性和干扰较大,一般采用直接力/气动力的复合控制方式。针对飞行环境特点和不同控制机理构成的复合控制模式,提出了一种基于模糊PID的直接力/气动力复合控制方法,该方法通过... 升力式高超声速再入飞行器气动力、气动热耦合环境复杂,不确定性和干扰较大,一般采用直接力/气动力的复合控制方式。针对飞行环境特点和不同控制机理构成的复合控制模式,提出了一种基于模糊PID的直接力/气动力复合控制方法,该方法通过对气动力控制与直接力控制两个子系统分别设计模糊PID控制器,并设计了一种复合控制方案。最后针对某型升力式高超声速再入飞行器的纵向姿态复合控制进行了仿真验证,仿真中综合考虑了气动参数的误差、测量误差、大气干扰与大气环境的不确定性。仿真结果表明,所设计的模糊PID控制器较传统的PID控制器具有更好的控制性能,更强的鲁棒性和自适应能力。 展开更多

关键词 升力式高超声速飞行器 再入 直接力/气动力复合控制 模糊PID控制器

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一种基于模糊控制的平稳滑翔再入制导律 被引量：5

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作者 周锐 张宇航 +1 位作者 熊伟 史智广 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期197-206,共10页

针对升力式高超声速飞行器(LHV)再入滑翔过程中的周期性振荡现象,提出了一种基于模糊推理与控制的反馈调节方法以抑制振荡实现平稳滑翔。纵向制导在落点误差预测及指令校正的基础上,在倾侧角外环控制回路增加以高度变化率及空速作为输... 针对升力式高超声速飞行器(LHV)再入滑翔过程中的周期性振荡现象,提出了一种基于模糊推理与控制的反馈调节方法以抑制振荡实现平稳滑翔。纵向制导在落点误差预测及指令校正的基础上,在倾侧角外环控制回路增加以高度变化率及空速作为输入的模糊控制器对倾侧角指令进行调节,横侧向制导通过航向角误差走廊约束及倾侧角反转逻辑实现大横程条件下的侧向控制。所提方法不依赖于准平衡滑翔条件(QEGC),同时避免了参数化反馈控制律中的反馈项参数设计问题,具有较强的自适应能力。LHV制导实例仿真表明,所提方法可有效抑制振荡现象,满足终端约束及再入走廊约束,方法的鲁棒性也通过Monte Carlo仿真得到了验证。 展开更多

关键词 升力式高超声速飞行器(LHV) 平稳滑翔 预测校正 模糊控制器 再入走廊

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基于RCMAC网络的动态逆再入制导方法研究 被引量：1

13

作者 吴浩 杨业 《空间控制技术与应用》 2011年第4期49-53,共5页

针对升力式再入飞行器的制导问题,首先利用准平衡滑翔原理给出标准的阻力加速度-速度剖面,并对阻力加速度跟踪制导原理进行分析,然后利用自回归小脑模型神经网络(RCMAC)网络良好的非线性逼近能力、泛化能力和自学习能力,采用基于RCMAC... 针对升力式再入飞行器的制导问题,首先利用准平衡滑翔原理给出标准的阻力加速度-速度剖面,并对阻力加速度跟踪制导原理进行分析,然后利用自回归小脑模型神经网络(RCMAC)网络良好的非线性逼近能力、泛化能力和自学习能力,采用基于RCMAC网络的动态逆方法实现对阻力加速度的跟踪,并证明闭环系统的稳定性.三自由度仿真结果表明,该制导方式降低了动态逆方法对模型的依赖,增强了制导系统的鲁棒性. 展开更多

关键词 升力式再入飞行器 自回归小脑模型神经网络(RCMAC) 动态逆 阻力加速度跟踪 再入制导

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哈尔滨工业大学学报第44卷总目录

14

《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期I0001-I0018,共18页

关键词 马放 李圭白 哈尔滨工业大学 哈工大 李海 升力式再入飞行器 响应分析 评价模型 英杰 粒子滤波 李哲 韩洪 气动特性 空气动力特性 赵志 文星 学报 连续出版物 目录 检索工具

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哈尔滨工业大学学报第43卷总目录

15

《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期I0001-I0016,共16页

关键词 钢框架结构 柔性航天器 哈尔滨工业大学 哈工大 马放 升力式再入飞行器 超声速飞行器 姜继海 英杰 悬架运动学 刘京 超空泡射弹 刘志勇 学报 连续出版物 目录 检索工具

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