项目名称: 多约束条件下高超声速机动飞行的自适应控制策略研究

项目编号: No.61304099

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 都延丽

作者单位: 南京航空航天大学

项目金额: 23万元

中文摘要: 高超声速飞行器(HSV)是21世纪争夺制空制天权的杀手锏武器。为完成突防和打击任务,研究HSV的机动飞行具有重大国防意义。针对滑翔式HSV,再入轨迹规划与控制研究较为成熟,但其机动控制的理论研究还不充分。首先,本项目研究机动状态、控制舵面和打击入射角等多约束条件下的HSV飞行控制问题,提出含约束指标的连续时间非线性广义预测控制方法,并结合新的共轭梯度anti-windup设计来解决状态和舵面约束问题,提出改进Rodriguez参数法表达HSV欧拉角的方法来处理大入射角约束。其次,研究近空间环境干扰下的机动飞行自适应控制问题,提出建立重力波、风切变干扰下的HSV模型,提出自组织调整结构的B样条递归泛函连接网络自适应控制方法来进行内外环动态干扰和不确定的在线估计与补偿,并引入终端吸引子来提高自适应控制算法的快速性以使其有限时间内收敛。本课题将为HSV机动飞行控制器的设计提供理论依据和技术支持。

中文关键词: 高超声速机动;约束控制;anti-windup;自适应控制;鲁棒控制

英文摘要: The hypersonic vehicle (HSV) is an important weapon to be used for contesting the air and space supremacy in the 21st century. So, carrying out the research of HSV maneuvers is of great significance to national defense for the accomplishment of penetration and strike missions. For the glide HSV, the fairly mature investigation has been conducted in reentry trajectory planning and control, but the research on its maneuver control theory is not sufficient. Firstly, this project studies the HSV flight control problem with multiple constraints including the maneuver states, control surfaces, attack incidence angle, etc. The continuous-time nonlinear generalized predictive control method with constraint indexes will be presented and combined with the new conjugate gradient anti-windup design, in order to tackle the problem of the state and control surface constraints. The modified Rodriguez parameter method is employed to express Euler angles so as to process the constraint of incidence angle. Secondly, the adaptive control problem during maneuvering flight will be researched for the HSV subjected to nearspace environment disturbances. The disturbance models of gravity waves and wind shear are proposed to be builded. The adaptive control method using self-organizing B-spline recurrent functional link network is to be

英文关键词: Hypersonic Maneuvering;Constrained Control;anti-windup;Adaptive Control;Robust Control

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