试析飞行器姿态的随机最优控制研究

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1、滂压料技大学论文题目：飞行器姿态的随机最优控制研究申请学位学科：工学所学学科专业：控制理论与控制工程培养单位：电气与信息工程学院硕士生：杨永导师：张根宝教授2010年5月广_THESTUDYoFAIRCRAFTATTITUDESToCHASTICoPTIMALCoNTRoLAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterof．

2、E．．．．．n．．．．g．．．i．．．n．．．．e．．．e．．．．r．．．i．．n．．．．g．．ThesisSupervisor：Professor(ZhangGenbao)．May，2010飞行器姿态的随机最优控制研究摘要姿态控制是整个飞行器控制的重要部分，是确保飞行器姿态稳定的前提。传统的飞行器姿态控制采用PID控制理论，控制器设计过程具有经验性，而且形式比较简单，虽然具有一定的鲁棒性，但是不易实现高精度控制。飞行器姿态控制系统非常复杂，具有多输入多输出、强耦合、非线性等特点。而且在飞行过程中会受

3、到系统内部或外部的各种干扰，如气动力变化、机身抖动，弹性形变等。这些干扰信号都是不确定的，用经典控制方法无法分析处理这些信号，如果不考虑这些随机因素的干扰就会影响到系统的安全性。因此需要更先进的控制理论去解决这些问题。由于控制理论和计算机技术的进步，飞行器姿态控制也有了新的设计方法，如神经网络、自适应控制、随机控制、模糊控制等。这些方法设计的飞行器姿态控制系统，考虑到了系统的不确定性，有许多进步。但由于当前不确定系统研究还没有形成完整的理论，所以还有许多问题等待我们去研究。本论文结合现代控制理论，用随

4、机最优控制方法来分析飞行器姿态运动过程中的扰动信号，并且建立了扰动的数学模型，采用日。理论设计控制器。以某型号导弹为例，选取了三种对姿态扰动影响比较大的随机信号，仿真并分析了在这三种扰动单独和综合工作情况下系统的各项性能，发现这种方法对于提高姿态稳定性和鲁棒性有很大帮助。本文对进一步提高飞行器姿态控制性能具有一定的参考价值。关键词：姿态控制，飞行器，随机最优控制，随机扰动，系统性能THESTUDYoFAIRCRAFTATTITUDESToCHASTICoPTIMALCoNTROLABSTRACTAtt

5、itudecontrolISanimportantcontentoftheaircraftcontrol，itisusedtoensurethestabilityofthespacecraftattitude．ThetraditionalattitudecontrolisbasedonfrequencydomaintheoryandPIDcontrol，theprocessofcontrollerdesignalwaysneedexperience，andtheformofcontrollerisal

6、sosimple．Thoughthecontrollerwithacertaindegreeofrobustness，itisnoteasytoachievehigh-precisioncontr01．Spacecraftattitudecontr01systemisverycomplex，andhascharacteristicsofmul—tiple—inputandmultiple—output，strongcoupling，nonlinearandSOon．Andthesystemwillbe

7、disturbedeasilywhileit’Sflighting，thedistur—bancescomefrominternalorexternalsystemsuchasaerodynamicchanges，bodyshake，elasticdeformation．Theseinterferingsignalsareuncertain，andcannotanalysisthemwithclassicalcontrolmethods，thesystem’Ssecuritywillbeinfluen

8、cedifdonotdealtheserandomfactors．Soweneedmoreadvancedcontroltheorytosolvetheseissues．Newspacecraftattitudecontrollerdesignmethodshaveappearedwiththeimprovementofcontroltheoryandcomputertechnology，suchasneuralnetworks，adaptivecont