基于軌跡線性化方法的再入機動彈頭控制器設(shè)計.pdf

1、再入機動彈頭具有重要的戰(zhàn)略意義和極高的軍事應(yīng)用價值。本文根據(jù)我國對再入機動彈頭控制技術(shù)發(fā)展的需求，對再入機動彈頭在再入段機動飛行的姿態(tài)穩(wěn)定控制問題進行了研究。本文主要針對再入機動彈頭再入過程中大的不確定性、非線性特性、時變特性以及 MIMO系統(tǒng)耦合特性等問題，進行詳細的分析之后，給出了一種可以有效解決非線性時變耦合特性并具有較強魯棒性的軌跡線性化控制方法，實現(xiàn)了再入機動彈頭在動壓和飛行馬赫數(shù)變化范圍比較大的情況下飛行姿態(tài)的穩(wěn)定控制。具體

2、研究內(nèi)容如下:
　　建立再入機動彈頭的運動學、動力學模型以及與飛行有關(guān)的氣動參數(shù)模型。再入機動彈頭是一種高超聲速飛行器，相對于其他飛行器具有自己典型的特點，這些特點主要體現(xiàn)在不確定性、非線性、耦合性以及時變特性等方面。本文通過對再入機動彈頭數(shù)學模型進行較深入的研究，進行總體的控制思路和控制方法的規(guī)劃。
　　針對再入機動彈頭的時變非線性特性以及通道間耦合特性，提出利用非線性動態(tài)逆控制方法，處理系統(tǒng)的非線性特性和實現(xiàn)通道間解耦。

3、該控制方法分兩部分完成：首先將再入機動彈頭模型進行適當?shù)暮喕?，得到用于控制系統(tǒng)設(shè)計的仿射非線性模型；然后利用非線性動態(tài)逆方法分別設(shè)計內(nèi)外回路控制器。但是該方法缺乏魯棒性，在存在干擾和參數(shù)建模誤差時，跟蹤誤差較大，因而需要與其他魯棒控制方法相結(jié)合，提高其魯棒性能。
　　針對再入機動彈頭存在大的不確定性和建模誤差的特點，提出了利用軌跡線性化控制方法(TLC)提高系統(tǒng)的抗干擾能力。該方法首先利用非線性動態(tài)逆方法求得開環(huán)系統(tǒng)的偽逆，將軌跡