高超声速飞行器助推分离段轨迹优化与抗扰设计

《高超声速飞行器助推分离段轨迹优化与抗扰设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文高超声速飞行器助推分离段轨迹优化与抗扰设计HYPERSONICVEHICLESBOOSTERSEPARATIONSECTIONTRAJECTORYOPTIMIZATIONANDANTIINTERFERENCEDESING杨铁柱哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TP273学校代码：10213国际图书分类号：681.52密级：公开工程硕士学位论文高超声速飞行器助推分离段轨迹优化与抗扰设计硕士研究生：杨铁柱导师：谭峰讲师申请学位：工程硕士学科：控制科学与工程所在单位：控制理论与制导技术研究中心答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifi

2、edIndex:TP273U.D.C:681.52DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringHYPERSONICVEHICLESBOOSTEREPARATIONSECTIONTRAJECTORYOPTIMIZATIONANDANTIINTERFERENCEDESINGCandidate：YangTiezhuSupervisor：TanFengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：Ce

3、nterforControlTheoryandGuidanceTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要高超声速飞行器助推分离段制导控制系统的最大特点是运动方程具有非线性及大不确定性。其中飞行轨迹的快速优化是制导系统需要解决的关键问题之一，姿态系统的抗干扰设计是控制系统要解决的主要问题。本文以某型高超声速飞行器模型为基本研究对象，使用凸优化解算工具CVXGEN，解决其助推分离段纵向轨迹优化问题。同时，利用控

4、制系统设计鲁棒参数化方法解决飞行器姿态系统的抗干扰设计问题。首先，给出高超声速飞行器于助推分离段时其受力情况分析；给出高超声速飞行器于助推分离段时纵向轨迹优化问题的原始数学描述，并建立了高超声速飞行器六自由度的姿态模型。然后，给出将高超声速飞行器于助推分离段时纵向轨迹优化问题原始数学描述转换为相关凸优化问题的基本步骤。给出当高超声速飞行器于助推分离段时纵向轨迹优化问题的凸化处理过程；并给出具体的凸优化二次型数学描述，然后再利用凸优化解算工具进行最后求解。其次，解决高超声速飞行器助推分离段抗干扰设计问题。分别从俯仰通道、偏航通道二方面分别设计，求解具体的抗干扰控制器设计问题，然

5、后进行仿真验证。最后，给出俯仰通道的仿真分析，将本文轨迹优化后得出的控制变量攻角作为待跟踪的程序信号，在正弦干扰信号的作用下，先是进行了控制器参数寻优，得到满足要求的控制器后，进行程序编译，然后进行仿真分析。结果表明，本文使用的凸优化解算工具CVXGEN使得进行求解高超声速飞行器于助推分离段时其纵向优化问题能够具有高效性；同时，利用控制系统设计的鲁棒参数化方法能解决其助推分离段俯仰通道与偏航通道抗干扰设计问题。关键词：高超声速飞行器；轨迹优化；抗干扰设计；凸优化；助推分离-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThemostimportantfeatureofhy

6、personicaircraftguidanceandcontrolsystemisthatthetrajectoryofmotionhasnonlinearityanduncertainty,whiletheanti-jammingdesignofattitudecontrolsystemisthemostimportantissuetobesolved.Thethesistakesatypehypersonicvehiclemodelasthebasicobjectofstudy,byusingconvexoptimizationtoolCVXGENtosolvelong

7、itudinaltrajectoryoptimizationproblemsinitsboosterseparationsection.Meanwhile,thepapermakesuseoftherobustparametersapproachtosolvetheanti-interferencedesignproblemofattitudecontrolsystem.Firstly,analyzedtheforceofthehypersonicvehicleintheboosterseparatio