摘要：针对可重复使用运载器(RLV)的再入轨迹重构问题,提出一种基于变信赖域序列凸规划的RLV再入轨迹快速求解方法.首先,通过离散化及对非凸约束的线性化处理,将RLV的非凸轨迹优化问题转换为凸优化问题,然后通过序列凸规划方法对凸优化问题进行求解.在序列凸规划求解过程的初始迭代中,采用预测校正算法对初值猜测轨迹进行设计,确定轨迹求解的终端时间;在后续迭代过程中,设计基于优化性能指标的信赖域更新策略,提升算法的收敛性能.在轨迹快速求解方法的基础上,考虑RLV再入过程中可能发生的突发事件,如实际轨迹大幅度偏离参考轨迹或目标点变更,基于变化的初值约束及终端约束在线重构轨迹,并结合重构轨迹和LQR(Linear quadratic regulator)方法设计再入制导律实现对重构轨迹的有效跟踪.最后,将此设计方法与Gauss伪谱法及传统序列凸规划算法进行仿真对比验证.仿真结果表明:变信赖域序列凸规划方法相较于伪谱法和传统的序列凸规划方法在轨迹求解实时性及收敛性方面有较大的提升,具备应用于轨迹在线重构的能力,此外,所提出的轨迹在线重构方法具备良好的鲁棒性以及抗扰性.

摘要：为解决带有非匹配不确定的弹性高超声速飞行器(FHV)鲁棒跟踪控制问题,设计一种基于有限时间干扰观测器的非奇异终端滑模控制器.首先,通过将弹性模态的影响视为不确定,与系统参数不确定一起处理为综合不确定,将带有弹性的高超声速飞行器模型简化为便于控制器设计的面向控制模型;其次,设计有限时间干扰观测器估计模型的综合不确定;进而,基于干扰观测器,设计一种新型的非奇异终端滑模面,将高阶不匹配问题转化成一阶匹配问题,进行控制器的设计;最后通过Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性.仿真结果表明:所设计的控制器可以有效抑制非匹配不确定及弹性的影响,实现了飞行器速度与高度的稳定跟踪控制.

摘要：高超声速技术是21世纪航空航天领域的战略制高点,具有显著的军事和民用价值.高超声速飞行器已成为当今世界军事强国研究的热点,对高超声速飞行器的模型及控制问题进行研究,具有前瞻性、战略性和先导性.本文针对高超声速飞行器模型及控制若干问题展开综述.首先,介绍了高超声速飞行器控制中的难点问题;然后,对国内外几种典型高超声速飞行器模型进行了介绍;在此基础上,重点针对控制器设计中的干扰/不确定问题、弹性问题、非最小相位问题以及再入控制问题等进行了综述.最后,分别针对弹性和再入高超声速飞行器进行了控制方法的仿真与分析,并给出了结论和展望.