摘要：针对高超声速飞行器纵向模型具有非线性、强耦合及不确定性等特点,提出高超声速飞行器建模与控制一体化设计方法。该方法首先以具有典型结构的高超声速飞行器几何外形为研究对象,结合高超声速空气动力学的有关理论,建立飞行器的非线性纵向模型方程;然后在不同飞行条件下获取多个平衡点,分析飞行的气动特性,进而在每一个平衡点上设计具有非线性解耦控制能力的控制器,并将得到的多平衡点控制参数结合起来,进行插值计算,实现多平衡点的连续飞行;最后的仿真结果表明,本文提出的方法是切实可行的。

摘要：高超声速飞行器采用乘波构形后,将对其模型研究带来新挑战,主要体现在建模过程中应充分考虑气动、推进与控制作用相互耦合,因此为了保证建模的准确性,有必要引入新方法来研究高超声速飞行器的模型。本文基于高超声速空气动力学理论,提出了一种高超声速飞行器纵向模型研究的新方法,该方法采用斜激波理论、普朗特-迈耶关系式及瑞利流原理来估算高超声速飞行器气动力及推力,建立飞行器纵向模态的非线性数学模型,并在不同平衡点分析飞行器纵向运动的气动特性,以掌握高超声速飞行的特点,为控制系统设计提供好的对象。仿真研究表明,应用该方法来研究高超声速飞行器纵向模型是可行的。

摘要：为了验证牛顿流理论的效度,在高超声速高温气体效应下设计验证模型,对比牛顿流理论解析解和数值模拟结果,证明牛顿流理论在高温气体效应下仍然具有相当高的效度。研究表明完全气体模式下的牛顿理论仍然可以移植到高温气体情形下,在高温气体效应下为飞行器设计提供前期的概念指导。