舰载歼击机滑跃起飞过程鲁棒控制方法研究

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1、万方数据公卷昙／J7℃-了UDC密级学位论文舰载歼击机滑跃起飞过程鲁棒控制方法研究作者姓名：朱明华指导教师：杨光红教授马宏军副教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文提交日期：学位授予日期：2014年6月2014年7月评阅人：董久祥、黄胜娟论文答辩日期：2014年6月答辩委员会主席：董久祥东北大学2014年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringRobustControlStudyofSki--JumpTakeoffofCarrier-BasedAircra

2、ftByZhuMinghuaSupervisor：ProfessorYangGuanghongAssociateProfessorMaHongjunNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：朱月

3、；l华日期：2014,,护否，2石学位论文版权使用授权书本学位论文作

4、者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：万方数据东北大学硕士学位论文摘要舰载歼击机滑跃起飞过程鲁棒控制方法研究摘要航空母舰是以舰载机为主要作战武器并作为其海上起降平台的大型水面舰艇，是现代海洋战争中的主要作战力量，作为航母战斗群的核心武器，舰载机能否快速安全起飞直接关系到航母的作战性能。由于航母甲板相对陆基跑道大幅度缩短，加之航母的六自由度运动，使得舰载

5、机起飞环境较陆基滑跑复杂得多。因此，对其在起飞阶段的鲁棒控制研究具有重要的理论意义与实用价值。本文的模型分析是基于舰载机滑跃起飞方式，首先阐述了舰载机的滑跃起飞原理，并对起飞过程中舰载机的受力情况进行了详细分析，依据受力情况的不同，将起飞过程分为三个阶段，并分别建立其动力学模型。针对具有高度非线性和强耦合的舰载机动力学模型，本文通过输入．输出线性化处理，将其转化成利于控制器设计的等效线性模型。通过动态逆运算，实现了系统的解耦控制。对于舰载机滑跃起飞匹配不确定的控制问题，提出了基于变结构理论的终端滑模控制方法。该方法通过在滑动流形中引入非线性项，即保证了系统存在匹配不确定性

6、的鲁棒性，又保证了系统在有限时间内实现跟踪。仿真结果表明，在整个起飞过程中，系统输出能够快速、准确跟踪指令信号，同时鲁棒性较强。对于舰载机滑跃起飞不匹配不确定的控制问题，提出了反步滑模控制方法。考虑到变结构控制对不确定性的形式不作要求，而反步设计方法可以解决不匹配控制问题，本着取长补短的思想，本文借用反步法的递推设计思想，采用变结构控制处理不确定性，设计了反步滑模控制器。接下来，为了削弱变结构控制的颤振问题，在反步滑模控制的基础上，通过在Lyapunov函数引入不确定性的估计误差，设计了改进型的白适应反步滑模控制器。仿真结果表明，自适应反步滑模较反步滑模控制明显的削弱了系

7、统的颤振现象，同时稳态误差较小，具有良好的鲁棒性。最后是对全文进行总结及对下一步工作的展望。关键词：舰载歼击机；变结构控制；终端滑模；反步滑模；鲁棒跟踪万方数据东北大学硕士学位论文摘要．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractRobustControlStudyofSki--JumpTakeoffofCarrier．．BasedAircraftAbstractAircraftcarrierwhichusescarrier-basedaircraftasitsmajorweaponisalargesurfaceships．Itprovidesthetakeo

8、ffandlandingplatformforcarrier-basedaircraft，andithadbecomemaincombatforceinmodemseawar．Asthekeypartofaircraftcarriercombatsystem，whetherthecarrier-basedaircraftcouldlaunchfastandsafelyaffecttheoperationalefficiencydirectly．Conditionsforcarrier-basedaircrafttakeoffa