基于随机鲁棒性分析的吸气式高超声速飞行器线性二次调节器设计

2017年第18卷第7期

大纲

摘要

关键词

《信息与电子工程前沿（英文）》 >> 2017年第18卷第7期 doi: 10.1631/FITEE.1601363

基于随机鲁棒性分析的吸气式高超声速飞行器线性二次调节器设计

展示更多

. College of Astronautics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China.. Shaanxi Aerospace Flight Vehicle Design Key Laboratory, Xi’an 710072, China

发布日期：2017-09-20

摘要

吸气式高超声速飞行器（air-breathing hypersonic vehicle, AHV）的飞行动力学模型具有高度非线性与多变量耦合等特性，且受到内部不确定性与外部干扰的综合影响，因此需要具有强鲁棒性与高精度的控制器。本文介绍了一种改进的基于随机鲁棒性分析的线性二次调节器（linear-quadratic regulator, LQR）设计方法，用于AHV的纵向飞行控制器设计。首先，应用输入输出反馈线性化技术设计LQR控制器。其次，基于系统参数的不确定性，将系统鲁棒性表征为满足稳定性与设计指标要求的概率，并构建系统鲁棒性与LQR参数之间的映射关系。为了实现系统鲁棒性最大化的目标，提出一种全新的混合粒子群优化算法对LQR的控制参数进行寻优计算。在优化迭代的过程中，使用切诺夫边界理论确定蒙特卡洛估计的随机样本量。最后，仿真结果表明该优化算法可以高效地获取满足设计要求的LQR控制参数最优解。

关键词

吸气式高超声速飞行器 ; 随机鲁棒性分析 ; 二次线性调节器 ; 粒子群优化 ; 改进混合粒子群算法

正文