变体飞行器LPV建模与内外环鲁棒控制 |
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引用本文: | 张泽鹏,院老虎,杜白雨,张舒然.变体飞行器LPV建模与内外环鲁棒控制[J].战术导弹技术,2023(1):105-114. |
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作者姓名: | 张泽鹏 院老虎 杜白雨 张舒然 |
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作者单位: | 沈阳航空航天大学航空宇航学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(11302134); |
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摘 要: | 变体飞行器能够根据复杂的任务、环境等信息自适应地改变本体气动布局,从而达到特定飞行条件下的最优性能。针对一类翼展可自由伸缩的飞行器,研究了基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)系统的变体飞行器内外环鲁棒控制问题。采用Jacobian线性化方法建立变体飞行器LPV模型,将双环控制技术拓展到LPV模型中,采用线性二次型最优控制法(Linear Quadratic Regulator,LQR)设计内环控制器,并引入粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)求出二次型系统的最优权值矩阵,在保证飞行器速度、高度稳定的基础上,有效降低了系统的超调量,提高了控制器的收敛速度。外环加入鲁棒H∞状态反馈控制器,并将输入变量扩展到系统状态中,进一步解决了变体过程中导致的舵偏指令过大的问题,保证了飞行器在变形过程中能够平缓过渡,并证明了该控制器满足二次Lyapunov稳定的线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)条件。仿真结果表明:当存在一定的外部干扰时,所设计的内外环鲁棒控制器能够保证飞行器在整个形...
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关 键 词: | 变体飞行器 线性变参数 Jacobian线性化方法 线性二次型最优控制 鲁棒控制 线性矩阵不等式 粒子群优化算法 |
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