移动质心再入飞行器姿态的无源性控制

从能量的观点研究了再入飞行器的移动质心控制方案。由于受移动质量块大小和位移的限制,移动质心控制方式不能像空气舵一样产生很大的控制力矩。采用基于能量的欧拉-拉格朗日法,在飞行器坐标系内推导了单质量块移动的七自由度动力学方程。在对动力学方程进行合理简化的基础上,采用无源性控制设计了俯仰平面的姿态控制器。状态反馈跟踪控制采用了能量形成加上阻尼注入的PD+(PD Plus)控制思想。在控制律推导过程中,直接考虑了动力学系统的非线性。通过Lyapunov函数证明了控制器能使系统全局渐近稳定。对非线性系统再入飞行控制仿真结果表明,即使存在风干扰和参数时变情况下所设计控制器也有满意的性能。

飞行器质心平衡供油策略优化研究

飞行器油箱内油量的分布和供油策略会导致飞行器质心的变化,因此,制定各油箱的供油策略是飞行器控制的一项重要任务.对于给定的飞行器,分别在其平直飞和俯仰状态下,给出了其质心的计算方法,并根据飞行的相关数据和要求,建立数学模型,使得飞行器质心与理想质心欧氏距离的最大值达到最小.为了求解该数学模型,提出了一类基于二次规划的求解方法,并求得了各油箱相应的供油速度曲线.此外,还给出了飞行器各油箱初始油量分配的一种方法.数值实验表明所提算法有效且精度较高.