高超聲速飛行器面向性能優(yōu)化的多學科綜合設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、以超燃沖壓發(fā)動機為動力的吸氣式高超聲速飛行器以其可靠性、快速打擊全球等能力成為下一代空天運輸系統(tǒng)的研究重點。歷史上,控制學科往往是在飛行器概念設計之后融入到飛行器設計中,即飛行器本體系統(tǒng)設計中并沒有考慮控制相關的因素。由此設計出來的系統(tǒng)也許無法滿足或者需要非常復雜的控制器才能滿足技術指標。因此,飛行器設計者需要經(jīng)過多次迭代才能獲得可行的本體與控制器設計。本文基于對高超聲速飛行器系統(tǒng)性能限制的分析,提出一種本體-控制器綜合設計方法,將控制

2、相關的約束及性能直接融入到飛行器設計流程中。
  本文研究對象為典型的吸氣式高超聲速飛行器的縱向動力學模型,其動力學主要特征體現(xiàn)在輸入-輸出耦合、不穩(wěn)定性、非最小相位動力學、執(zhí)行機構飽和度約束等,它們限制了飛行器所能達到的性能。本文著重研究了適合于快速迭代的約束條件和性能指標,并將控制器設計轉(zhuǎn)化為線性矩陣不等式(LMI)問題,進而分別將以本體為中心和以控制為中心的約束條件同時融入到飛行器優(yōu)化設計中。通過對飛行器本體-控制器耦合特性

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