项目名称: 高超声速飞行器的多胞线性变参数切换控制研究

项目编号: No.61304127

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: 黄宜庆

作者单位: 安徽工程大学

项目金额: 23万元

中文摘要: 本项目围绕高超声速飞行器建模与控制中的关键科学问题,研究高超声速飞行器的面向控制建模与多胞线性变参数切换控制方法。通过对高超声速飞行器的非线性特性、时变特性和耦合特性的分析,建立面向控制的高超声速飞行器机体与发动机一体化模型;针对高超声速飞行器的大跨度机动飞行控制问题,将飞行包线进行参数区域动态软划分,建立动态子区域的多胞线性变参数模型,研究高超声速飞行器的状态反馈切换控制方法;针对飞行器的部分状态无法测量导致状态反馈控制器难以应用的问题,设计多胞线性变参数状态观测器,研究高超声速飞行器的输出反馈切换控制方法;利用多参数依赖Lyapunov函数技术,分析飞行器闭环系统的稳定性和动态子区域的控制性能;搭建高超声速飞行器可视化仿真系统以验证提出方法的有效性。本项目将发展一套建模、控制及仿真验证一体化的研究方法体系,为高超声速飞行器飞行控制系统的工程实现提供重要的理论参考。

中文关键词: 高超声速飞行器;建模;线性变参数;跟踪控制;切换控制

英文摘要: This project focuses on the critical problem which is existed in modeling and control for a hypersonic vehicle. Control-oriented modeling and polytopic linear parameter varying (LPV) switching control method for the hypersonic vehicle is investigated, respectively. By analyzing nonlinear, time-varying and coupling characteristics,a control-oriented integrated model of the hypersonic vehicle is developed. For large-span maneuver flight control, the flight envelope is divided into some dynamic sub-regions and the polytopic LPV model is developed for each dynamic sub-region. Then, a state feedback switching control method for the hypersonic vehicle is presented in this project. Further, considering state feedback controller can't be easily applied because some aircraft states can't be measured. Therefore, an LPV output feedback switching control method based on polytopic LPV state observer is addressed. The problem of closed-loop system stability and the dynamic sub-region control performance is analyzed based on multiple parameter-dependent Lyapunov functions. In order to show the effectiveness of the presented method, the hypersonic vehicle visual simulation verification system will be studied. This project will develop a integrated approach for modeling, control and simulation verification and provide an importa

英文关键词: Hypersonic Vehicles;Modelling;Linear Parameter Varying;Tracking Control;Switching Control

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