项目名称: 基于系统浸入和流形不变的高超声速飞行器多目标综合控制方法研究

项目编号: No.61203003

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 自动化学科

项目作者: 谭湘敏

作者单位: 中国科学院自动化研究所

项目金额: 25万元

中文摘要: 高超声速飞行器多采用先进的机体/发动机一体化技术,导致其飞行控制系统与推进系统强烈耦合,姿态和推力无法单独控制,因此必须进行飞行/推进综合控制研究。此外,由于高超声速飞行器飞行包线大,模型参数摄动强烈,未建模动态多,飞行/推进综合控制必然涉及到稳定性、系统动静态性能以及性能鲁棒性等多目标要求,因此迫切需要探索针对这一类强耦合、快时变、强非线性、强不确定系统的多目标综合控制方法。为此,本课题基于自适应系统浸入和流形不变方法,研究高超声速飞行器的飞行/推进多目标综合控制方法,具体内容包括对非线性动态逆的鲁棒性增强设计、不稳定零动态引起的设计约束、强耦合条件下的系统浸入和流形不变设计方法以及飞行/推进多目标综合设计等,解决多目标强耦合条件下系统浸入和全局吸引不变流形设计等关键科学问题,设计面向一体化高超声速飞行器飞行/推进多目标综合控制的控制方案,为相关关键技术突破夯实理论基础。

中文关键词: 高超声速飞行器;多目标综合控制;鲁棒自适应控制;系统浸入和流形不变;全局吸引流形

英文摘要: The modern hypersonic vehicles are designed by advanced body/engine integration technology which brings strong coupling to the flight control system and the propulsion system. Its attitude and thrust can not be controlled separately, therefore, the integrated flight/propulsion control system is strongly needed. Additionally, because of the widen flight envelope, the strong model parameter perturbation and the unmodeled dynamics, the integrated control of flight/propulsion system have to face the goals of stability, system performance, and performance robustness. The urgent exploration is needed in multi-objective control theory and algorithm for this kind of strong coupling, fast time-varying, strong nonlinearity and strong uncertainty systems. Based on the adaptive system immersion and manifold invariant theory, this research focus on the multi-objective integrated control scheme for hypersonic vehicles. In order to give a solution to the issues in system immersion theory and the design of global attractive invariant manifold in the condition of multi-objective and strong coupling, the following aspects will be considered: algorithms to enhance the robustness of the nonlinear dynamic inversion, the design constrains caused by unstable zero dynamics, system immersion and manifold invariant algorithm under stron

英文关键词: hypersonic vehicles;multi-objective control;robust adaptive control;system immersion and manifold invariance;global attractive manifolds

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