高超声速飞行器故障下的再入轨迹在线重构与姿态容错控制研究

项目名称： 高超声速飞行器故障下的再入轨迹在线重构与姿态容错控制研究

项目编号： No.61374116

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 齐瑞云

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 针对再入段高超声速飞行器（HSV）发生控制舵面故障等异常情况，研究轨迹在线重构、容错制导（FTG）与姿态容错控制（FTC）的集成设计方案，以最大程度增强HSV的容错能力。探索系统性地描述故障影响的方法，提出快速可靠的新型再入轨迹在线重构与优化方法。分析故障对HSV模型参数和结构的影响（包括系统阶次、耦合方式、相对阶、最小相位性质、关联矩阵、高频增益矩阵等），创新性地发展多变量非线性系统的容错控制理论与方法。研究故障下轨迹重构、FTG和FTC的相互作用，在此基础上提出新颖高效的制导律和姿态控制律的耦合重构算法。研究RCS和气动舵面的融合控制新方法，利用RCS补偿气动舵面故障后控制能力的不足。给出轨迹重构、FTG和FTC共同作用下闭环系统的稳定性、追踪性能、鲁棒性等关键性质。 本项目瞄准国际前沿领域，研究成果将为保证故障下HSV再入段的安全飞行与着陆提供重要的理论支撑和关键技术积累。

中文关键词： 容错控制；容错制导；再入轨迹；高超声速飞行器；安全性

英文摘要： This project proposes an integrated trajectory online reshaping, fault-tolerant guidance (FTG) and attitude fault-tolerant control (FTC) scheme for reentry hypersonic vehicles (HSVs) under control surface faults, in order to enhance the fault-tolerant cap

英文关键词： fault-tolerant control；fault-tolerant guidance；reentry trajectory；hypersonic vehicle；safety