考慮不完整數(shù)據(jù)傳輸?shù)母叱曀亠w行器縱向動(dòng)態(tài)預(yù)測控制研究.pdf

1、高超聲速飛行器因其速度快成為了各國研究的熱點(diǎn)，代表了航空航天領(lǐng)域的研究方向。但是，其特殊而復(fù)雜的飛行環(huán)境導(dǎo)致了飛行器氣動(dòng)特性和氣熱特性的快速變化，因此，飛行狀態(tài)無法用統(tǒng)一的飛行包絡(luò)線描述。而且，高超聲速飛行器飛行時(shí)還要滿足多項(xiàng)飛行硬約束條件。與此同時(shí)，由于實(shí)際系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸時(shí)不可避免地存在擁塞或數(shù)據(jù)碰撞、節(jié)點(diǎn)故障或連接中斷等問題，使得飛行器系統(tǒng)中傳感器–控制器以及控制器–執(zhí)行器通道出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，這將導(dǎo)致控制系統(tǒng)性能下降，嚴(yán)重可能出現(xiàn)

2、系統(tǒng)失穩(wěn)。因此設(shè)計(jì)一個(gè)保證其穩(wěn)定飛行的控制器仍是高超聲速飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中函待解決的問題。本文針對(duì)上述高超聲速飛行器飛行時(shí)存在的問題，研究了預(yù)測控制算法在其縱向通道控制中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了相關(guān)控制器并做了仿真。
　　首先介紹了高超聲速飛行器的幾何模型及其操縱特性，并對(duì)高超聲速飛行器的六自由度非線性運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行解耦獲得縱向通道模型，還對(duì)高超聲速飛行器進(jìn)行零輸入響應(yīng)分析，為后續(xù)控制器設(shè)計(jì)及仿真做準(zhǔn)備。
　　其次以高超聲速飛行器縱向

3、通道為研究對(duì)象，考慮飛行器控制系統(tǒng)中傳感器–控制器以及控制器–執(zhí)行器通道均存在著數(shù)據(jù)丟失。在高超聲速飛行器縱向通道的平衡點(diǎn)處線性化模型基礎(chǔ)上，建立有數(shù)據(jù)丟失的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型，使用終端狀態(tài)約束集和終端代價(jià)函數(shù)方法設(shè)計(jì)預(yù)測控制器并設(shè)計(jì)相關(guān)補(bǔ)償策略，以實(shí)現(xiàn)高超聲速飛行器輸入指令的跟蹤。
　　最后，針對(duì)高超聲速飛行器的巡航大包絡(luò)飛行，考慮只有速度大范圍變化的情況，通過對(duì)參考軌跡進(jìn)行柔化以及對(duì)切換規(guī)則的改進(jìn)，設(shè)計(jì)了考慮測量數(shù)據(jù)丟失的速度切換改