推力矢量飞机纵向模态控制方法研究

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1、硕士学位论文推力矢量飞机纵向模态控制方法研究RESEARCHONLONGITUDINALCONTROLOFAIRCRAFTWITHTHRUSTVECTORING孙会敏哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：V249.12学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文推力矢量飞机纵向模态控制方法研究硕士研究生：孙会敏导师：伞冶教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：航天学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V249.12U.D.C:621D

2、issertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonlongitudinalcontrolofaircraftwiththrustvectoringCandidate：SunHuiminSupervisor：Prof.SanYeAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefe

3、nce：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文主要研究新型带推力矢量战斗机的非线性控制方法。首先，本文回顾了近年来战斗机的发展历程，并依据现代战争的特点，着重分析了新型战斗机在空战中的作战性能和技术指标，从而引出了超机动飞行状态下的综合飞行/推力矢量控制和非线性控制的问题，并阐述了近年来国内外在该领域最新的研究现状。依据新型战斗机的六自由度非线性方程，建立了飞机的防射非线性数学模型；基于奇异摄动

4、理论和非线性的动态逆理论设计了新型战斗机的飞行控制律，采用链式递增法对常规气动舵面和推力矢量舵面进行了分配器设计；应用非线性动态逆方法对飞机纵向模态的大迎角机动进行了仿真，通过对所设计控制律仿真结果的分析，指出了动态逆控制方法在非线性飞行控制系统中应用的不足和局限性。考虑到非线性动态逆控制器的不足，为提高系统的稳定性和对外界扰动的自适应性，结合滑模变结构控制在解决不确定非线性系统控制问题优秀特点，本文基于相关理论，设计了滑模变结构飞行控制系统；同时，为了消除滑模变结构控制系统的抖振问题，引入了能够调节切换增益的模糊规则控制器

5、；为解决系统模型不能精确建立、存在不确定项的问题，结合RBF神经网络和滑模控制的优点，将RBF神经网络理论引入到滑模控制中，设计了一种基于RBF神经网络自适应的滑模变结构飞行控制系统，利用RBF神经网络的逼近特性对系统的不确定项进行逼近，设计了权值自适应律，并基于Lyapunov稳定性理论证明了该系统的稳定性。在文章最后，对所设计的综合飞行/推进控制系统进行了纵向大迎角机动仿真，从仿真结果来看，控制器可以在有限时间内完成对指令信号的跟踪，系统的响应速度也获得了明显提高，所设计的控制器是有效的。关键词：飞行控制系统；非线性系统

6、；不确定性；滑模控制；动态逆控制；径向基神经网络I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThisthesisworksmainlyontheproblemofnonlinearcontrolmethodofthenewgenerationfighterwiththrustvectoring.Withabriefreviewofthedevelopmenthistoryofaircraftanddetaildiscussionofmaintechniquefeaturesofthenewgenerationfighte

7、r,bringsforwardtheresearchtopicofsuper-maneuverflightcontrolandanalysesthelateststudystatus.Firstly,amathematicalmodelispresented,whichisbasedonthefeaturesofthenewgenerationfighter.Aflightcontrollawisdesignedwithsingularperturbationtheoryandnonlineardynamicinversio

8、nmethod,andthegeneralaerodynamicdeflectionandthethrustdeflectionisallotedbyprogressiveincreasemethod.Theninordertoreflecttheeffectivenessofthecon