重复使用运载器多模型自适应控制方法研究

目录

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 RLV的国内外研究现状

1.2.1 航天飞机

1.2.2 FALCON-9

1.2.3 HSFD计划

1.2.4 其它国家代表性的RLV型号和计划

1.3.1 多模型控制理论和方法

1.3.2 非线性控制方法

1.3.3 控制分配方法

1.3.4 控制性能评估方法

1.4 本文主要研究内容及结构安排

第2章 RLV的动力学模型

2.1 引言

2.2.1 坐标系定义

2.2.2 坐标系的转换关系

2.2.3 角度几何关系

2.3 动力学建模

2.3.1 力和力矩分析

2.3.2 质心平动方程

2.3.3 绕质心转动方程

2.4.1 线性化控制模型

2.4.2 非线性控制模型

2.4.3 飞行时序分析

2.4.4 子模型集合构建

2.5 本章小结

第3章 基于扰动补偿的非线性自适应控制方法研究

3.1 引言

3.2 NLPID控制律设计

3.2.1 跟踪微分器

3.2.2 非线性状态误差反馈组合

3.2.3 参数动态调整策略

3.3 ABS控制律设计

3.3.1 反步控制器设计

3.3.2 扰动观测器设计

3.4 基于扰动补偿的非线性自适应控制器设计

3.4.1 NLPID控制器：辅助误差处理

3.4.2 慢回路基于SESO的ABS控制器

3.4.3 快回路基于SESO的ABS控制器

3.4.4 稳定性分析

3.5 仿真分析

3.5.1 NLPID控制律仿真分析

3.5.2 非线性自适应控制律仿真分析

3.6 本章小结

第4章 基于多目标优化的动态控制分配研究

4.1 引言

4.2 控制分配问题描述

4.2.1 RCS建模及约束条件

4.2.2 气动舵建模及约束条件

4.2.3 推力矢量发动机建模及约束条件

4.3 基于单目标优化的控制分配

4.3.1 RCS推进器间的分配

4.3.2 气动舵间的分配

4.3.3 异类执行机构间的控制分配

4.4 基于多目标优化的控制分配

4.4.1 目标函数构建

4.4.2 动态权重设计

4.4.3 序列二次规划求解

4.4.4 控制分配策略设计

4.5 稳定性分析

4.5.1 线性控制系统下的稳定性条件

4.5.2 非线性控制系统下的稳定性条件

4.6 仿真分析

4.6.1 切换时机的选择

4.6.2 控制分配策略验证

4.6.3 多目标优化对比

4.6.4 不同分配策略对比

4.7 本章小结

第5章 基于性能评估的自适应切换控制研究

5.1 引言

5.2 控制性能评估

5.2.1 指数标度层次分析法

5.2.2 性能评估模型建立

5.3 自适应切换策略

5.3.1 基于性能评估的切换策略设计

5.3.2 切换过程的平滑设计

5.3.3 稳定性分析

5.4 基于性能评估的控制优化

5.5 仿真分析

5.5.1 性能评估模型验证

5.5.2 自适应切换策略验证

5.5.3 多模型控制系统的综合验证

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间所发表的学术论文

声明

致谢

个人简历