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《西北工业大学》 2002年
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推力矢量飞机非线性飞行控制律设计研究

胡孟权  
【摘要】: 推力矢量控制技术在战斗机上的应用,使战斗机有能力进入过失速飞行领域,使飞机的飞行包线得以扩展。推力矢量控制技术和过失速机动使战斗机的空战效能大大增加,引起了世界各国的关注。本文主要针对推力矢量飞机非线性飞行控制的理论和应用问题进行了一定的探索和研究,进行的主要工作有: 1、研究了推力矢量在飞机上的应用背景和收益,分析了现有推力矢量喷管的主要形式和特点,给出了推力矢量力、力矩的数学模型,并在此基础上推导了带三轴推力矢量飞机的非线性运动方程,为控制律的设计奠定基础。 2、对一般非线性系统,推导了一种综合运用非线性动态逆、自适应模糊逻辑系统和滑动模态控制进行控制律设计的方法。根据李亚普诺夫定理导出了参数的自适应调整规律,从而保证了闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性。这种方法建立了模糊逻辑系统与自适应控制的联系,实现了自适应控制和鲁棒控制的有机结合。运用这种方法对推力矢量飞机进行了适用于过失速机动的非线性飞行控制系统设计。 3、讨论了过失速机动条件下的空气动力特性和飞行力学机理,在此基础上对自适应模糊逻辑系统的输入进行了分析,确定了自适应模糊逻辑系统的输入。结合所设计的控制律对几种典型的过失速机动(动态进入大迎角和退出大迎角,最短时间180°航向转弯机动)进行了仿真研究,分析了推力矢量对过失速机动完成的影响。仿真结果表明,该控制律能控制推力矢量飞机顺利完成过失速机动,对系统模型的不确定性具有较强的鲁棒性。 4、探讨了所设计的控制律在重构飞行控制中的应用,讨论了自适应调整率对自适应控制性能的影响、滑模鲁棒控制补偿项对控制性能的影响;对几种舵面损伤的仿真结果表明,本文的控制律较自适应控制具有响应改善速度快、响应振荡小的优点,具有较好的重构功能。 5、分析了推力矢量的两种应用方式:力控制和力矩控制的机理,研究了推力矢量对飞机超音速性能、起降性能、低速大迎角性能的影响,讨论了推力矢量与过失速机动对空战效能的影响。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:V249.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 陈洁;潘长鹏;顾文锦;;基于自适应模糊神经网络的反舰导弹非线性控制算法[J];弹箭与制导学报;2007年03期
2 陈洁;施建洪;顾文锦;赵红超;;飞航导弹的地形跟踪控制器设计方法研究[J];飞行力学;2007年02期
3 陈洁;潘长鹏;吴进华;顾文锦;;高超声速飞行器非线性建模及开环特性分析[J];飞行力学;2011年03期
4 黄剑华;耿宝亮;胡云安;;基于PID控制的垂直发射控制技术[J];海军航空工程学院学报;2008年05期
5 刘圣宇;董彦斌;姜晓莲;;过失速机动对空战性能的影响研究[J];吉林工程技术师范学院学报;2012年08期
6 刘树光;孙秀霞;解武杰;董文瀚;刘放;;简化的鲁棒自适应动态面飞行控制律设计[J];系统工程与电子技术;2013年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈洁;顾文锦;潘长鹏;;基于动态逆滑模理论的飞航导弹地形跟踪控制器设计[A];第25届中国控制会议论文集(上册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 韩鹏鑫;可重复使用助推器的导航、制导与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 陈永亮;飞机大迎角非线性动力学特性分析与控制[D];南京航空航天大学;2007年
3 马建军;过驱动系统控制分配理论及其应用[D];国防科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吕光男;风洞虚拟飞行试验中的飞行力学与控制问题研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 洪剑锋;推力矢量飞机过失速机动仿真研究及大迎角非线性控制律设计[D];西北工业大学;2003年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张蓬涛;周雁;刘晓庄;秦岭;;人工神经网络在农业自然资源研究中的应用[J];安徽农业科学;2007年27期
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4 王飞;刘建国;;混合动力汽车(HEV)技术分析[J];安阳工学院学报;2010年06期
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8 杨林,徐茂生;循环流化床锅炉床层温度的模糊控制[J];北方交通大学学报;2002年06期
9 林俊;廖俊;;20CrMnTiH钢端淬值数学模型[J];宝钢技术;2008年04期
10 王明良;田德余;吕晓旋;贵大勇;洪伟良;刘剑洪;;用人工神经网络法预估高氮化合物的生成焓[J];火炸药学报;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 杨林;樊立萍;;基于模糊的电气伺服系统等效滑模变结构控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 李杰;黎莉;翟小花;钱正在;;基于定量反馈理论的非线性动态逆飞行控制系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 刘现明;高存臣;;基于观测器的时变时滞离散系统的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 于亚洲;;DC-DC变换器的自适应离散滑模控制[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
6 黄凯;吴汉松;陈少昌;;基于Runge-Kutta法的连续变结构系统计算机仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 杨炳渊;史哓鸣;梁强;;高超声速有翼导弹多场耦合动力学的研究和进展[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
8 熊春光;孙喜晨;程乾生;;基于进化规划的属性均值Kohonen自组织网[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
9 焦利民;刘耀林;;土地适宜性评价的模糊神经网络建模及其应用分析[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(二)[C];2007年
10 李新春;张幼蒂;;基于综合化人工智能技术的露天采矿工艺优化决策系统[A];第七届计算机模拟与信息技术学术会议论文集[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 顾璇;近地/海运动过程中的空气动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 刘翔宇;基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D];合肥工业大学;2010年
3 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
4 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
5 葛健全;简控灵巧子弹控制技术研究与射击效能分析[D];国防科学技术大学;2009年
6 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
7 唐志国;机械臂操作柔性负载系统分布参数建模与控制方法研究[D];吉林大学;2011年
8 李晓强;基于在线逼近的不确定非线性系统控制研究[D];大连海事大学;2011年
9 毕胜;变结构飞行器的多刚体建模和姿态控制[D];中国科学技术大学;2010年
10 陈爱武;小型车载稳定平台控制方法研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
2 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
3 何凤平;迟滞系统的滑模变结构控制算法研究[D];浙江理工大学;2010年
4 张杰;近水面作业的机器人综合减摇机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王振琛;饱和气体发生器低温制冷系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王丹丹;救助船相对受援船动力定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 朱志伟;基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器研究[D];大连理工大学;2010年
9 王岱荣;空间多级倒立摆控制系统研究[D];大连理工大学;2010年
10 刘敬娜;几类生物动力学系统模型的变结构控制[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李卫琪;魏晨;陈宗基;;受限控制直接分配新算法[J];北京航空航天大学学报;2005年11期
2 杨凌宇;高金源;申功璋;;飞行控制中的一种新型最优控制分配方法[J];北京航空航天大学学报;2007年05期
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4 申功璋,郝健康,彭可茂,张明廉;综合飞行/推力矢量控制系统设计与仿真[J];北京航空航天大学学报;1998年03期
5 俞建成;张艾群;王晓辉;吴宝举;;Adaptive Neural Network Control with Control Allocation for A Manned Submersible in Deep Sea[J];China Ocean Engineering;2007年01期
6 汤一华;余梦伦;杨勇;谢泽兵;;可重复使用运载器再入在线制导方法研究[J];导弹与航天运载技术;2010年02期
7 呼卫军;周军;;可重复使用运载器异构多执行机构混合算法研究[J];弹箭与制导学报;2007年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 于秀萍;基于动态逆系统和神经网络理论的BTT导弹控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
2 朱亮;空天飞行器不确定非线性鲁棒自适应控制[D];南京航空航天大学;2006年
3 陈永亮;飞机大迎角非线性动力学特性分析与控制[D];南京航空航天大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 左军毅;推力矢量飞机非线性控制律设计研究[D];西北工业大学;2003年
2 山世华;矢量喷管控制机构运动学模型建模及其与发动机综合控制研究[D];西北工业大学;2002年
3 何彦召;不确定线性系统稳健最优化模型的研究[D];天津大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 贾重任;黄成涛;王立新;;空中最小操纵速度的人机闭环数学仿真计算[J];北京航空航天大学学报;2013年05期
2 贾忠湖;齐红德;侯志强;;基于非线性动态逆的飞机控制规律仿真[J];海军航空工程学院学报;2007年01期
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4 胡盛华;李春涛;;基于动态逆的无人机纵向控制律设计[J];伺服控制;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 韩鹏鑫;可重复使用助推器的导航、制导与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 马建军;过驱动系统控制分配理论及其应用[D];国防科学技术大学;2009年
3 王芳;过驱动水面航行器的控制分配技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 陈国迎;四轮独立线控电动汽车试验平台搭建与集成控制策略研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张立珍;无人机自主飞行控制系统的设计[D];南京航空航天大学;2011年
2 李波;过驱动航天器姿态控制分配研究[D];中国民航大学;2013年
3 张健;基于3-RPR机构的混联型多自由度风洞试验平台运动学建模研究[D];扬州大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范子强,方振平;超机动飞机的非线性飞行控制研究[J];北京航空航天大学学报;2000年04期
2 申功璋,郝健康,彭可茂,张明廉;综合飞行/推力矢量控制系统设计与仿真[J];北京航空航天大学学报;1998年03期
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9 李林刚,高浩;推力矢量飞机平衡区的计算[J];飞行力学;1997年04期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 屈文忠,邱阳,姚国治;振动自适应模糊控制方法研究[J];机械科学与技术;1998年06期
2 何希勤,范东梅,张化光;基于FLS的一种广义预测控制器的设计[J];东北大学学报(自然科学版);2000年03期
3 芮世民,朱继懋;自适应模糊建模及其在船舶动力定位中的应用[J];应用科学学报;2000年03期
4 邓建军,徐立鸿,吴启迪;模糊逻辑系统的区域分割学习方法[J];同济大学学报(自然科学版);2002年01期
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6 马勇;计晓鸣;李辉;;基于模糊逻辑系统的变结构控制[J];电气自动化;2000年01期
7 胡孟权;超机动飞行非线性动态逆-模糊自适应控制[J];飞行力学;2001年01期
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10 王文庆,佟明安;基于模糊逻辑的复杂控制系统自适应鲁棒控制器设计[J];西北工业大学学报;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前4条
1 王建云;欧洲刮来的“台风”[N];中国国防报;2003年
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3 苏恩泽 空军指挥学院教授;战机划代不尽科学[N];中国国防报;2010年
4 徐勇凌;冷眼解读美国三款隐身飞机[N];中国航空报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡孟权;推力矢量飞机非线性飞行控制律设计研究[D];西北工业大学;2002年
2 陈永亮;飞机大迎角非线性动力学特性分析与控制[D];南京航空航天大学;2007年
3 王文庆;基于模糊逻辑系统的复杂系统分析与控制[D];西北工业大学;2003年
4 张耿;概率模糊逻辑系统的理论研究及在复杂过程建模中的应用[D];中南大学;2012年
5 全玉生;高压架空输电线路故障测距新算法的研究[D];西安交通大学;1999年
6 赵文杰;不确定非线性系统的变结构控制研究[D];华北电力大学(河北);2005年
7 陈刚;不确定非线性系统的鲁棒自适应控制研究[D];浙江大学;2006年
8 史志伟;非定常自由来流对模型动态气动特性影响的实验研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 郭涛;严格反馈不确定非线性时滞系统的自适应模糊控制[D];西安电子科技大学;2009年
10 许江涛;可重复使用助推飞行器姿态控制和控制分配研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何如海;模糊逻辑系统在企业知识管理绩效评价中的运用[D];北京交通大学;2009年
2 胡正定;基于补偿模糊神经网络的制冷系统故障诊断研究[D];重庆大学;2007年
3 何义平;基于SS-三角模的模糊逻辑系统UL~*的若干问题研究[D];南昌大学;2007年
4 王文丽;模糊球及其在模糊逻辑系统中的应用研究[D];西安建筑科技大学;2008年
5 张慧斌;基于粗糙集和模糊神经网络的数据挖掘方法研究[D];天津大学;2006年
6 洪剑锋;推力矢量飞机过失速机动仿真研究及大迎角非线性控制律设计[D];西北工业大学;2003年
7 秦英;现代微分几何方法在飞机控制系统中的应用[D];西北工业大学;2003年
8 王明辉;区间2型模糊逻辑系统的鲁棒性分析[D];东北大学;2011年
9 朱报春;基于模糊逻辑系统的组合预测方法及应用[D];河海大学;2001年
10 刘维军;最优自适应模糊复合控制研究与应用[D];西北工业大学;2004年
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