高超声速飞行器的终端滑模姿态控制

针对具有高度非线性、强耦合、含较大不确定性特点的高超声速飞行器,设计了终端滑模控制器,并应用于高超声速飞行器的姿态控制中。对飞行器姿态控制系统的慢回路设计PID控制律,快回路设计终端滑模控制律。终端滑模控制对系统参数的变化不灵敏,具有良好的鲁棒性。并利用李雅普诺夫稳定性理论证明整个闭环系统的稳定性。仿真结果表明,在气动参数大范围摄动的情况下,该控制系统对于高超声速飞行器姿态角信号指令具有良好的跟踪性能。     

高超声速飞行器再入段RCS 姿态控制

为满足反作用控制系统(reaction control system,RCS)姿态控制需求,对高超声速飞行器再入段的姿态控制进行研究。以X-34的RCS系统为对象,建立了RCS的数字模型,设计了RCS姿态控制率与PWPE脉冲调制器,利用非线性描述函数法分析姿态控制系统的稳定性,并通过Matlab仿真验证了所设计的RCS姿态控制系统性能。仿真结果表明:该PWPF脉冲调制可以满足RCS姿态控制的需要,同时与传统的PWM脉冲调制相比,可以较大地降低RCS消耗的流量与开启次数,可为高超声速飞行器再入段RCS姿态控制系统设计提供参考。     

基于SDRE方法的高超声速飞行器姿态控制

针对高超声速飞行器的姿态运动中强耦合的现象,利用动稳定判据,得到飞行器的控制需求。采用状态相关黎卡提方程(State-Dependent Riccati Equation,SDRE)方法进行控制,并且与传统的PID控制方法设计的控制器进行对比分析。仿真结果表明SDRE方法具有一定的鲁棒性,较PID方法有一定的优势。     

高超声速飞行器自抗扰PID姿态控制

针对高超声速飞行器模型非线性、气动参数变化剧烈的特点,运用自抗扰技术中的跟踪微分器,设计了自抗扰PID控制器,实现了对高超声速飞行器俯仰通道的姿态控制。仿真结果表明,通过两个跟踪微分器构造的自抗扰PID控制器对于高超声速飞行器这样复杂的模型有很好的控制能力,并且有很好的滤波性能和鲁棒性。     

高超声速飞行器控制研究进展

高超声速飞行器(Hypersonic Flight Vehicle,HFV)作为一种新型快速突防和远程打击与运输的工具,在国防装备发展与民用空天技术应用中发挥着极其重要的战略作用。文章回顾了HFV的发展历程,介绍了HFV的动力学特性及其对控制科学的挑战,重点阐述了几种常用的HFV飞行控制进展情况,并指出当前研究的不足之处,为今后HFV飞行控制指明了研究方向。     

弹性高超声速飞行器预设性能精细姿态控制

将反演控制技术、预设性能控制和神经网络相结合,研究设计巡航飞行的高超声速飞行器精细姿态控制器。研究中考虑了高超声速飞行器弹性形变对飞行攻角的影响,引入诱发攻角的概念来刻画气动弹性对飞行器的影响;在考虑弹性的情况下,利用预设性能的设计来满足精细姿态控制的指标要求,同时可以兼顾系统的瞬态性能;利用全局调节动态神经网络在线逼近诱发攻角方程中的未知项,利用Lyapunov稳定性理论得到神经网络权值、中心点和影响范围的自适应调节律,引入鲁棒项来处理神经网络逼近误差的影响,最终设计出考虑气动弹性情况下的高超声速飞行器预设性能精细姿态控制器。通过Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性以及闭环系统所有信号均有界,仿真分析验证了所设计的控制器能够使系统跟踪误差满足预设性能的要求,以此实现姿态精细控制。     

高超声速飞行器

介绍了高超声速飞行器的特点和关键技术。总结了目前研制的各种类型高超声速飞行器,如高超声速巡航导弹、高超声速侦察机等,并对其在未来军事领域的应用前景做出预测,为高超声速飞行器的研发提供参考。     

高超声速飞行器进气道技术研究进展

高超声速进气道是超燃冲压发动机的核心部件之一。针对几种典型的高超声速进气道设计特点、关键技术等方面进行了详细的分析和比较,重点阐述了三维内收缩进气道、高超声速曲面压缩等新技术的研究进展,并分析了高超声速进气道技术未来的研究趋势。     

高超声速飞行器控制技术研究进展综述

控制系统作为高超声速飞行器的核心部分,对保证其平稳安全飞行起着举足轻重的作用。简述了高超声速飞行器的发展概况,提出了控制难点问题,介绍了控制技术的研究现状,并总结了高超声速飞行器控制系统设计方面尚需进一步考虑的问题和未来重点研究方向。     

高超声速飞行器若干问题研究进展

介绍了国外高超声速飞行器的发展现状,并总结了未来一段时期高超声速飞行器的发展方向和趋势.分析了高超声速飞行器的外形选择及其气动问题,发动机的选取与机体一体化问题和气动加热及防热问题.最后提出了未来高超声速飞行技术发展的几个方向.     

基于TLC的高超声速飞行器自抗扰姿态控制

针对高超声速飞行器控制指令受噪声干扰、气动参数不精确、各通道强耦合以及舵面偏角有限等特点,设计了基于轨迹线性化（TLC）的自抗扰姿态控制器。针对姿态角指令信号受噪声干扰、姿态回路受加速度限制的特点,应用最速二阶跟踪微分器对姿态指令进行预处理;应用轨迹线性化方法分别对姿态角回路、角速率回路设计解耦控制器;为了提高控制器的鲁棒性,在角速率回路以综合干扰为扩张状态设计扩张状态观测器（ESO）,并对综合干扰进行补偿。仿真结果表明,该方法可以有效滤除指令信号中噪声、减小舵面偏角,并提高控制系统的鲁棒性。     

高超声速滑翔飞行器防御方法分析与展望

分析和总结了高超声速滑翔飞行器的进展及其带来的巨大威胁,并将其防御任务分为预先防御和实时防御两大类,分别提出了对应的防御行动方法。从五个方面总结与分析了当前高超声速滑翔飞行器实时防御能力及发展方向。     

高超声速飞行器制导控制技术发展回顾与展望

通过对国内外高超声速飞行器制导控制技术研究成果的回顾,介绍了高超声速飞行器独特的动力学特性,并分别从动力学建模及特性分析、轨迹优化与制导、稳定控制等方面分析了当前达到的技术水平、关键控制问题及存在的难点。在此基础上,结合高超声速飞行器面临的技术难点和未来发展需求,对制导控制技术后续发展方向提出了思考与建议。     

吸气式高超声速飞行器控制技术综述与展望

作为空天领域的制高点,吸气式高超声速飞行器以超燃冲压发动机为主动力,飞行马赫数大于5,但其控制技术尚不成熟.简要回顾了面向控制的AHV模型,包括两种典型的纵向动力学模型以及其他代表性工作.综述了近二十年AHV控制领域的重要理论成果,涵盖反步法、自适应等多种现代控制方法.结合AHV工程中亟待解决的大包线飞行控制、气动舵/...     

高超声速飞行器热防护结构研究进展

热防护结构设计是实现与推进高超声速飞行器发展的关键技术之一。介绍了高超声速飞行器热防护结构技术研究现状,指出了其发展趋势:由单一的热防护结构向承载/防热一体化结构及多功能一体化结构发展;超高温材料、相变材料、仿生概念和热电技术开始引入热防护结构,并给出了高超声速飞行器热防护结构设计相关建议。     

国外高超声速飞行器目标特性研究进展

随着高超声速飞行器的快速发展,对其目标特性的研究也备受关注:从进攻角度考虑,需要研究高超声速飞行器的隐身设计、进攻战术、突防措施等;而从防御角度考虑,需要具有对高超声速飞行器的探测、跟综和识别的能力。介绍了国外高超声速飞行器目标特性研究内容和技术途径,总结了再入流场、光电特性的研究及进展。     

高超声速飞行器数据链关键技术分析及展望

数据链技术随着武器装备、作战理念及通信技术的发展而不断更新换代,在“无链不成导”“无导不成战”的空中作战趋势下占有重要地位。高超声速飞行器独有的高速、跨域等特点使得其成为空战体系中的制高点。数据链技术为高超声速飞行器作战效能最大化提供技术保障,反过来高超声速飞行器的发展也拓宽了数据链技术的边界,在不同的作战任务中对数据链指标参数的要求(传输速率、吞吐量、丢包率、延时等)不尽相同。近年来,5G、物联网、云计算、人工智能等新兴技术的飞速发展加速了战场态势感知形式从物理域、信息域向认知域的变革。本文简要回顾了美军数据链技术的发展特点,详细分析了高超声速飞行器由大包线飞行特性引发的数据链技术设计挑战,探讨了高超声速飞行器数据链的顶层需求及关键技术。     

高超声速飞行器再入分数阶PIλDμ姿态控制

针对高超声速飞行器再入过程中气动环境参数的剧烈变化,文中结合分数阶PIλDμ控制器(FOC) Tustin+CFE数字实现法的10阶近似模型,通过ITAE指标寻优整定FOC参数并应用于某型飞行器的姿态控制.Simulink仿真结果表明,FOC控制器具有比传统PID控制器更好的控制效果,并且在气动参数剧烈变化的情况下,FOC控制器具有更强的鲁棒性.     

临近空间高超声速飞行器建模与控制研究进展

临近空间飞行器的发展涉及国家安全与空间和平利用,是目前国际空间技术发展的焦点之一。本文介绍了高超声速飞行器的发展及其建模与飞行控制的研究现状和进展,分析了高超声速飞行器动力学特性、耦合特性以及各种不确定性问题,提出了高超声速飞行器建模与控制的解决思路,为相关研究提供借鉴与参考。