Flight control for air-breathing hypersonic vehicles using linear quadratic regulator design based on stochastic robustness analysis

作     者：Lin CAO Shuo TANG Dong ZHANG 

作者机构：College of Astronautics Northwestern Polytechnical University Xi 'an 710072 China Shaanxi Aerospace Flight Vehicle Design Key Laboratory Xi 'an 710072 China 

基　　金：the National Natural Science Foundation of China (No. 11672235) 

出 版 物：《信息与电子工程前沿：英文版》 (Frontiers of Information Technology ＆ Electronic Engineering)

年 卷 期：2017年第18卷第7期

页      码：882-897页

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。

主 题 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 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 08[工学] 071102[071102] 0810[工学-土木类] 0711[理学-心理学类] 0839[0839] 081104[081104] 0835[0835] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 081103[081103] 

核心收录：

D　O　I：10.1631/FITEE.1601363

馆 藏 号：203255115...