大机动空空导弹鲁棒自动驾驶仪设计

admin · 发表于 2022-9-19 12:49:13

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大机动空空导弹飞行速度高，机动能力强。其飞行环境复杂，运动模型含有参数和环境干扰输入的不确定性，以及未知非线性和弹性模态等复杂特性。同时，导弹执行机构特性以及传感器特性降低了控制器效能。本文对大机动空空导弹纵向运动和侧向运动建模，得到含不确定性的线性模型，并针对该模型设计鲁棒自动驾驶仪。主要工作包含：①针对导弹纵向模型应用鲁棒控制理论中的Riccati方程方法计算鲁棒H∞ 控制器；②使用结构奇异值μ方法计算鲁棒控制器；③使用LMI方法求解鲁棒H∞ 控制器以及区域极点配置的鲁棒H∞ 控制器。设计过程以及仿真结果表明：①Riccati方程方法求解中心解具有局限性，控制器结构复杂；②μ方法可处理不同摄动共存时的非保守鲁棒控制题目，控制器结构简单；③采用LMI设计混合区域极点配置鲁棒H∞ 控制器，设计过程简单，控制器结构简单，方便调节控制器参数使其具有优良的动态响应性能。因此，本文选取LMI的混合区域极点配置鲁棒H∞控制方法用以设计导弹侧向运动自动驾驶仪。本文针对高速大机动空空导弹的纵向耦合模型提出了两种设计方法：①使用鲁棒自适应控制器，削弱了导弹执行机构特性和弹性振动的影响，优化了系统动态性能；②使用Lyapunov方法设计了非线性鲁棒控制器，解决了非线性有界干扰输入和线性变参数模型的不确定性题目。

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