高超聲速飛行器橫側(cè)向耦合控制技術(shù)研究.pdf

1、高超聲速飛行器飛行迎角和馬赫數(shù)范圍大，表現(xiàn)出荷蘭滾不穩(wěn)定，滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)耦合嚴(yán)重，副翼反操縱等強(qiáng)耦合特性。本文針對(duì)高超聲速飛行器橫側(cè)向耦合特性，研究了荷蘭滾耦合模態(tài)、控制耦合模態(tài)，并在滾轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)飛行狀態(tài)下設(shè)計(jì)了橫側(cè)向耦合控制方案。
　　為分析高超聲速飛行器耦合特性，首先建立了五自由度耦合動(dòng)力學(xué)模型，并分析了氣動(dòng)耦合、操縱耦合、運(yùn)動(dòng)耦合和慣性耦合的產(chǎn)生原理，利用線性小擾動(dòng)化方法建立了飛行器小擾動(dòng)模型。
　　針對(duì)荷蘭滾耦合模態(tài)，推導(dǎo)

2、了荷蘭滾頻率和荷蘭滾阻尼表達(dá)式，分析了荷蘭滾靜穩(wěn)定性導(dǎo)數(shù)影響因素。從根軌跡角度分析了側(cè)滑角、偏航角速率、滾轉(zhuǎn)角速率增穩(wěn)荷蘭滾的原理。在橫側(cè)向小擾動(dòng)方程基礎(chǔ)上通過閉環(huán)反饋闡述了側(cè)滑角變化率增穩(wěn)荷蘭滾的原理。
　　針對(duì)控制耦合模態(tài)，推導(dǎo)了用于表征控制耦合模態(tài)穩(wěn)定性的數(shù)學(xué)表達(dá)式橫側(cè)向偏離判據(jù)。為實(shí)現(xiàn)副翼反操縱下的滾轉(zhuǎn)控制，從改善副翼反操縱角度設(shè)計(jì)了反饋增穩(wěn)和副翼方向舵交聯(lián)控制，從回避副翼反操縱角度設(shè)計(jì)了方向舵控制滾轉(zhuǎn)方案，從利用副翼反操