基于SDRE的变体飞行器LPV稳定控制  

LPV stability control of morphing aircraft based on SDRE

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作  者:蔡光斌 毛定坤 杨芊 李欣 侯明哲 CAI Guangbin;MAO Dingkun;YANG Qian;LI Xin;HOU Mingzhe(College of Missile Engineering,Rocket Force University of Engineering,Xi’an 710025,China;College of Astronautics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)

机构地区:[1]火箭军工程大学导弹工程学院,陕西西安710025 [2]哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001

出  处:《系统工程与电子技术》2023年第12期4013-4020,共8页Systems Engineering and Electronics

基  金:国家自然科学基金(61773387,62073096)资助课题。

摘  要:针对变体飞行器飞行过程中存在的外部扰动和参数不确定性问题,提出一种基于状态相关黎卡提方程(state-dependent Riccati equation,SDRE)的线性变参数(linear parameter varying,LPV)稳定飞行控制方法。首先,基于变体飞行器的气动参数模型和纵向非线性动力学模型,综合考虑外部扰动、系统参数误差以及变形产生的附加干扰,并通过雅克比线性化方法,得到LPV系统模型。其次,针对考虑复合干扰的LPV模型,设计基于SDRE的控制律,并利用θ-D方法进行求解。最后,利用蒙特卡罗方法仿真验证了所提方法能够有效抑制复合干扰,实现飞行器的稳定飞行控制,具有较强的鲁棒性能和抗干扰能力。Aiming at the problems of external disturbance and parameter uncertainty in the flight process of morphing aircraft,a linear parameter varying(LPV)stable flight control method based on state-dependent Riccati equation(SDRE)is proposed.Firstly,based on the aerodynamic parameter model and longitudinal nonlinear dynamic model of morphing aircraft,considering external disturbance,system parameter error and additional disturbance caused by deformation,the LPV system model is obtained by Jacobi linearization method.Then,for the LPV model considering composite interference,the control law based on SDRE is designed and solved by theθ-D method.Finally,the Monte Carlo simulation verifies that the proposed method can effectively suppress the compound interference,realize the stable flight control of the aircraft,and has strong robustness and anti-interference ability.

关 键 词:变体飞行器 状态相关黎卡提方程 线性变参数 θ-D方法 外部扰动 参数不确定性 

分 类 号:V249.1[航空宇航科学与技术—飞行器设计]

 

参考文献:

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