一种高超声速飞行器的全局镇定控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高超声速飞行器的全局镇定控制方法及系统。该方法包括构建非最小相位高超声速飞行器的纵向动力学模型；通过坐标变换将高超声速飞行器的非零平衡点平移到坐标原点，进而将纵向动力学模型进行转化；转化后的纵向动力学模型包括输出动力学模型和内部动力学模型；采用状态分解方法对转化后的纵向动力学模型进行变量分解，并利用分解后的变量构建辅助系统模型；所述辅助系统模型包括：输出动态和内部动态；根据输出动态，基于反馈线性化理论确定控制律；利用控制律实现高超声速飞行器的全局镇定的控制。本发明专利技术能够实现非最小相位高超声速飞行器的全局镇定控制。小相位高超声速飞行器的全局镇定控制。小相位高超声速飞行器的全局镇定控制。

【技术实现步骤摘要】
一种高超声速飞行器的全局镇定控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及飞行器控制
，特别是涉及一种高超声速飞行器的全局镇定控制方法及系统。

技术介绍

[0002]一类典型非最小相位(即系统内部动态不稳定)高超声速飞行器纵向动力学系统的全局镇定一直是控制应用学界的难点问题。控制理论学界提出了几种代表性的非最小相位系统的理论设计方法，但大多要求内部动态满足特殊的结构匹配条件。国际著名控制学者Isidori教授在2000年提出了一种很有应用前景的非最小相位非线性系统的镇定方法：基于构建动态补偿器的方法实现一类单输入单输出非最小相位系统的镇定。该方法虽提出了动态补偿器可有效处理非最小相位并实现系统镇定，但基于关键假设条件：系统在引入动态补偿器并重新定义虚拟输入和输出后变为最小相位。实际上并未给出动态补偿器的构造方法与解析形式。截至目前，现有结果均未给出动态补偿器的具体设计方法，且并未证实动态补偿后的系统的可镇定假设是否成立或在什么条件下一定成立。
[0003]因此，基于非最小相位高超声速飞行器的全局镇定控制还有待完善。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高超声速飞行器的全局镇定控制方法，其特征在于，包括：构建非最小相位高超声速飞行器的纵向动力学模型；所述纵向动力学模型以升降舵偏转角和油门开度为输入信号，以高超声速飞行器的速度和飞行航迹角为输出信号；通过坐标变换将高超声速飞行器的非零平衡点平移到坐标原点，进而将纵向动力学模型进行转化；转化后的纵向动力学模型包括输出动力学模型和内部动力学模型；采用状态分解方法对转化后的纵向动力学模型进行变量分解，并利用分解后的变量构建辅助系统模型；所述辅助系统模型包括：输出动态和内部动态；根据输出动态，基于反馈线性化理论确定控制律；利用控制律实现高超声速飞行器的全局镇定的控制。2.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器的全局镇定控制方法，其特征在于，所述构建非最小相位高超声速飞行器的纵向动力学模型，具体包括以下公式：其中，V为高超声速飞行器速度，γ为飞行航迹角，q为俯仰角速率，θ为欧拉俯仰角，满足关系式θ＝γ+α，α为攻角，[V，γ，θ，q]
T
为状态向量，T，L，D分别为推力、拉力、阻力，M
yy
为俯仰力矩，m为飞行器的质量，g为重力加速度，I
yy
为惯性力矩。3.根据权利要求2所述的一种高超声速飞行器的全局镇定控制方法，其特征在于，所述通过坐标变换将高超声速飞行器的非零平衡点平移到坐标原点，进而将纵向动力学模型进行转化，具体包括以下公式：其中，x1、x2、x3、x4对应代替的V、γ、θ、q，x1和x2为输出信号，u1和u2为输入信号，f1、f2、f3、g
12
、g
22
以及g
32
分别转化后的纵向动力学模型的系数。4.根据权利要求3所述的一种高超声速飞行器的全局镇定控制方法，其特征在于，所述采用状态分解方法对转化后的纵向动力学模型进行变量分解，并利用分解后的变量构建辅助系统模型，具体包括以下公式：助系统模型，具体包括以下公式：其中，s1，s2作为输出信号，N1、N2是所设计的补偿控制信号，γ1、γ2、λ
11
、λ
10
均为常系数，γ1、γ2均大于零，λ
11
、λ
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张言军，孙健，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：