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题目：
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雅宝题库解析：
飞行控制回路中重要反馈信号(如姿态角，角速率)的时滞和关键控制元件(如传感器，执行机构)的失效可能会导致飞行品质的下降，甚至会危及飞行安全和飞行任务的完成。而愈加复杂的飞行环境和作战环境，使得航迹跟踪题目的现实意义更加突出。因此，可靠飞行控制有必要研究应对这两种威胁的航迹跟踪题目。然而，现有相关的研究结果表现出两方面的不足：(1) 针对信号时滞和控制元件失效题目的可靠控制设计主要基于线性近似的飞行器模型，该模型不能准确描述航迹与姿态机动时的飞行动力学规律；(2) 非线性航迹跟踪控制律的设计没有考虑飞控回路中一定存在时滞、控制元件可能失效这两种客观事实。为此，本博士论文借助于非线性控制理论与方法，研究应对上述两种威胁的可靠飞行控制题目。具体考虑了四个方面的跟踪控制题目：(1) 航迹角信息时滞、姿态信息时滞这两种不同条件下的航迹机动跟踪题目；(2) 姿态角测量时滞且角速率信息不可得条件下的航迹与姿态跟踪题目；(3) 控制回路中导致响应滞后的因素(纯时滞、非最小相位零点和积分环节) 对闭环系统跟踪超调的影响；(4) 姿态角的快速且无超调跟踪题目。更具体地，主要研究成果如下：1. 针对一类单输入-单输出不确定非线性非最小相位系统输出时滞条件下的跟踪题目，提出了一种基于稳定非线性逆、滑模控制和摄动技术的鲁棒控制方案；进一步设计了航迹倾角鲁棒跟踪控制律，以解决F-16战斗机(一种常规起降飞行器)纵向通道在航迹倾角信息时滞条件下的机动跟踪题目。2. 针对“鹞式”飞机(一种垂直起降飞行器)的横侧向动态模型(多入-多出非线性非最小相位系统的基准模型)，研究了姿态信息时滞条件下的航迹机动跟踪题目。提出了两种鲁棒控制方案，第一种方案基于系统的全阶模型和摄动理论，第二种方案基于模型分解与控制解耦技术。3. 研究了“鹞式”飞机在滚转角信息时滞且无滚转角速率信息条件下的模型跟踪题目。设计了一种扩张的姿态观测器和一种动态的非线性跟踪控制律。观测器的设计基于Pad¶e近似技术和伦贝格设计思路；控制律的设计基于观测器、两个全局的坐标变换、李亚普诺夫方法和扩展的反步设计技术。4. 发现了控制回路中的积分环节(可能来自被控对象或积分控制)对闭环系统跟踪超调规律性的影响；总结了纯时滞和非最小相位零点对闭环系统跟踪超调规律性的影响。5. 提出了基于切换控制思想的快速且无超调跟踪方法，并应用该方法解决了飞机起飞段俯仰角的快速且无超调跟踪题目，以防止俯仰角大于擦地角带来的飞行安全隐患。 |
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发表于 2024-2-19 10:34:26
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