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应用保护映射理论的高超声速飞行器自适应控制律设计
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V249.1[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学航天学院,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金(61403191); 江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXZZ13_0169); 北航虚拟现实技术与系统国家重点实验室开放基金(BUAA-VR-14KF-03)
中文摘要:

针对高超声速飞行器包线范围广、参数变化大的控制需求,应用保护映射理论提出一种高超声速飞行器的自适应控制律设计方法。首先建立整个飞行包线内的线性变参数(LPV)模型,在参数变化边界点设计一个初始的控制结构和参数,然后基于保护映射理论分析初始控制结构使闭环系统稳定的参数范围,通过迭代自动获取整个包线内满足性能指标的控制参数,进而通过多项式拟合设计出高超声速飞行器自适应控制律。所提出的方法能够根据初始控制结构自动寻找一系列满足性能要求的控制器参数,并确定这些控制参数满足闭环系统稳定的设计范围。仿真结果表明,所设计的自适应控制律能够确保高超声速飞行器大包线的设计要求,实现闭环系统的鲁棒稳定。

英文摘要:

An adaptive control law design approach using the guardian maps theory is proposed for hypersonic vehicles over the control requirements of a broad flight envelope and wide parameter variation range.Firstly,a linear parameter varying(LPV)model throughout the whole flight envelope is established,and an initial controller structure and parameter are designed at the boundary of the parameters variation range.Secondly,the parameter change range of the initial controller structure is analyzed so as to ensure the system stability;furthermore,based on the guardian maps theory,the corresponding controller parameters can be automatically obtained in relation to the expected performance criterion over the whole flight envelope by the step-by-step iteration.Besides this,the complete adaptive control law is acquired with the integration of these obtained control parameters by applying the curve-fitting mean.The proposed method is able to automatically search a set of controller parameters meeting the performance criterion in the whole flight envelope according to the initial controller,and at the same time to determine the design range guaranteeing global stability of the closed-loop system.Simulation results show that the designed adaptive control law can drive this close system to reach the anticipated design requirements for hypersonic vehicles and also to ensure robust stability of the whole closed-loop system.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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