高超聲速飛行器助推分離段軌跡優(yōu)化與抗擾設(shè)計(jì).pdf

1、高超聲速飛行器助推分離段制導(dǎo)控制系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)方程具有非線性及大不確定性。其中飛行軌跡的快速優(yōu)化是制導(dǎo)系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題之一，姿態(tài)系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)是控制系統(tǒng)要解決的主要問題。本文以某型高超聲速飛行器模型為基本研究對(duì)象，使用凸優(yōu)化解算工具CVXGEN，解決其助推分離段縱向軌跡優(yōu)化問題。同時(shí)，利用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)魯棒參數(shù)化方法解決飛行器姿態(tài)系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)問題。
　　首先，給出高超聲速飛行器于助推分離段時(shí)其受力情況分析；給出高超

2、聲速飛行器于助推分離段時(shí)縱向軌跡優(yōu)化問題的原始數(shù)學(xué)描述，并建立了高超聲速飛行器六自由度的姿態(tài)模型。
　　然后，給出將高超聲速飛行器于助推分離段時(shí)縱向軌跡優(yōu)化問題原始數(shù)學(xué)描述轉(zhuǎn)換為相關(guān)凸優(yōu)化問題的基本步驟。給出當(dāng)高超聲速飛行器于助推分離段時(shí)縱向軌跡優(yōu)化問題的凸化處理過程；并給出具體的凸優(yōu)化二次型數(shù)學(xué)描述，然后再利用凸優(yōu)化解算工具進(jìn)行最后求解。
　　其次，解決高超聲速飛行器助推分離段抗干擾設(shè)計(jì)問題。分別從俯仰通道、偏航通道二方面

3、分別設(shè)計(jì)，求解具體的抗干擾控制器設(shè)計(jì)問題，然后進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　最后，給出俯仰通道的仿真分析，將本文軌跡優(yōu)化后得出的控制變量攻角作為待跟蹤的程序信號(hào)，在正弦干擾信號(hào)的作用下，先是進(jìn)行了控制器參數(shù)尋優(yōu)，得到滿足要求的控制器后，進(jìn)行程序編譯，然后進(jìn)行仿真分析。
　　結(jié)果表明，本文使用的凸優(yōu)化解算工具CVXGEN使得進(jìn)行求解高超聲速飛行器于助推分離段時(shí)其縱向優(yōu)化問題能夠具有高效性；同時(shí)，利用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的魯棒參數(shù)化方法能解決其助