基于QFT的高超聲速飛行器魯棒控制器設(shè)計(jì).pdf

1、高超聲速飛行器具有重要的戰(zhàn)略意義和極高的應(yīng)用價(jià)值。本文根據(jù)高超聲速技術(shù)發(fā)展的需求，對(duì)高超聲速飛行器的巡航飛行控制問(wèn)題進(jìn)行了研究。特殊而復(fù)雜的飛行環(huán)境導(dǎo)致劇烈變化的氣動(dòng)特性，一體化外形設(shè)計(jì)所導(dǎo)致的推力/結(jié)構(gòu)/氣動(dòng)之間耦合等，使得高超速飛行器的動(dòng)力學(xué)具有強(qiáng)不確定性，給其動(dòng)態(tài)特性分析以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的困難?；诖耍疚奶岢隽死枚糠答伬碚搶?duì)飛行器控制系統(tǒng)進(jìn)行魯棒控制器設(shè)計(jì)的可能性。
　　定量反饋理論(Quantitative

2、 Feedback Theory)是近年比較流行的魯棒控制設(shè)計(jì)方法，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值，也是一種基于頻域的設(shè)計(jì)方法，其主要應(yīng)用于不確定性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文首先介紹了QFT的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)被控對(duì)象具有不確定性和外部干擾時(shí)的時(shí)域和頻域指標(biāo)進(jìn)行了分析。接著就控制器結(jié)構(gòu)、對(duì)象模板、性能指標(biāo)邊界、回路整定、結(jié)果分析等QFT設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題進(jìn)行了分析，從而總結(jié)出LTI/SISO設(shè)計(jì)步驟和注意事項(xiàng)。并針對(duì)LTF/MIMO、非最小相位/不穩(wěn)定系

3、統(tǒng)和非線性/時(shí)變系統(tǒng)提出基本處理方法。
　　最后，本文針對(duì)高超聲速飛行器飛行過(guò)程中的控制問(wèn)題，將不同工作狀態(tài)對(duì)高超聲速飛行器模型參數(shù)的影響看作是不確定對(duì)象魯棒性問(wèn)題的擴(kuò)展，建立了高超聲速飛行器參數(shù)不確定性模型，然后應(yīng)用QFT對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)。通過(guò)工具箱將飛控系統(tǒng)的時(shí)域指標(biāo)轉(zhuǎn)化為頻域指標(biāo)，生成Nichols圖上的復(fù)合頻域邊界，利用回路整形對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制器和前置濾波器設(shè)計(jì)，最終使得閉環(huán)頻域相應(yīng)滿足特定性能指標(biāo)要求。經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證，控