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移动质心再入飞行器建模及自抗扰滚动控制

航空学报 2012年第11期33卷 2121-2129页

作者：李自行李高风北京控制与电子技术研究所北京100038

基于移动质心滚动控制方案,研究了其动力学系统建模和非线性耦合系统控制的问题。不同于移动质心控制系统建模中常用的牛顿力学建模和常规拉格朗日建模法,采用准坐标形式的拉格朗日法建立了完整的系统动力学方程,避免了牛顿力学中复杂... 详细信息

基于移动质心滚动控制方案,研究了其动力学系统建模和非线性耦合系统控制的问题。不同于移动质心控制系统建模中常用的牛顿力学建模和常规拉格朗日建模法,采用准坐标形式的拉格朗日法建立了完整的系统动力学方程,避免了牛顿力学中复杂的相互作用力分析和常规拉格朗日建模法物理意义不明确的缺点。鉴于移动质心滚动控制系统的非线性、耦合性和时变性,提出把系统的非线性耦合项和外部干扰统归为未知扰动,并采用自抗扰控制(ADRC)技术进行估计和补偿,相对于常用的比例微分(PD)控制,自抗扰控制器能更好地适应系统参数的变化,具有很强的鲁棒性。最后,通过数学仿真验证了整个控制方案的可行性。

关键词：移动质心滚动控制动力学模型拉格朗日法非线性耦合自抗扰控制

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机动再入飞行器自适应飞行控制系统设计

宇航学报 2002年第1期23卷 40-45页

作者：王小虎陈翰馥严卫钢李高风中国科学院数学与系统科学研究院系统所北京100080 北京控制与电子技术研究所北京100038

研究机动再入飞行器的制导控制问题。为了解决机动再入飞行器气动系数变化范围大、气动耦合严重和气动参数非线性过零常值大等恶劣条件下的控制 ,并且能充分利用飞行器可测量信息提高系统自适应能力 ,本文提出了状态方程参数辨识—极点... 详细信息

研究机动再入飞行器的制导控制问题。为了解决机动再入飞行器气动系数变化范围大、气动耦合严重和气动参数非线性过零常值大等恶劣条件下的控制 ,并且能充分利用飞行器可测量信息提高系统自适应能力 ,本文提出了状态方程参数辨识—极点配置—前馈补偿自适应控制的飞行控制系统的设计方法。通过对新型号再入飞行器的制导系统仿真。

关键词：返回式飞行器自适应控制飞行控制系统机动再入飞行器设计

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三轴飞行模拟转台误差研究

系统仿真学报 2001年第5期13卷 678-680页

作者：肖卫国郝崇恩李高风北京信箱北京控制与电子技术研究所

对三轴飞行模拟转台的指向误差、速率稳定度误差及幅相误差进行了研究，对其指向误差给出了具体算法，并针对一种转台的具体精度指标而算出了各项误差。

关键词：幅相误差飞行器三轴飞行模拟转台半实物仿真

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推力向量控制系统数字仿真方法研究

系统仿真学报 1991年第4期3卷 16-19页

作者：李高风刘庆复北京控制与电子技术研究所

对大型运载火箭的固体助推器,通常采用摆动喷管推力向量控制.推力向量控制系统由伺服机构、喷管组合件以及飞行控制电子部件组成.伺服机构的负载力矩主要是喷管摆动时的惯性力矩、阻尼力矩、位置力矩和干摩擦力矩,其中非线性的干摩擦力... 详细信息

对大型运载火箭的固体助推器,通常采用摆动喷管推力向量控制.推力向量控制系统由伺服机构、喷管组合件以及飞行控制电子部件组成.伺服机构的负载力矩主要是喷管摆动时的惯性力矩、阻尼力矩、位置力矩和干摩擦力矩,其中非线性的干摩擦力矩占主要部分.本文从推力向量控制系统的简化模型出发,讨论数学仿真中干摩擦及位置限幅的非线性的处理方法.所得到的结果用于飞行控制系统仿真,也可推广应用于类似系统的数学仿真.

关键词：控制系统数字仿真运载火箭推力

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舵机伺服系统位置反馈校正方法研究

航天控制 2005年第1期23卷 92-96页

作者：韩晶李高风北京控制与电子技术研究所北京100038

以传统的舵机伺服系统动压反馈回路为基础,介绍了一种新的伺服系统动态校正方法。首先给出了现有舵机的简化模型,深入分析了原有动压反馈回路对系统的作用影响。在此基础上,通过频率域响应设计方法,进行位置反馈 ... 详细信息

以传统的舵机伺服系统动压反馈回路为基础,介绍了一种新的伺服系统动态校正方法。首先给出了现有舵机的简化模型,深入分析了原有动压反馈回路对系统的作用影响。在此基础上,通过频率域响应设计方法,进行位置反馈校正网络的设计。同时重点考察所设计系统的相角裕度、幅值裕度、谐振峰值、闭环带宽等频率特性量。最后,从时域、频域两个方面比较两种校正方法对系统的影响,验证设计方法的可行性。

关键词：舵机伺服系统动态校正位置反馈

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基于不对称再入体的移动质心滚动控制方法

航天控制 2012年第3期30卷 23-28页

作者：李自行李高风北京控制与电子技术研究所北京100038

主要研究不对称再入体的移动质心滚动控制方法。采用移动质心控制方法可不改变再入体原有的气动外形,具有抗烧蚀、无侧喷扰流等优点。本文首先建立了移动质心系统的动力学模型和滚动控制模型;然后根据移动质心滚动控制通道具有的非线性... 详细信息

主要研究不对称再入体的移动质心滚动控制方法。采用移动质心控制方法可不改变再入体原有的气动外形,具有抗烧蚀、无侧喷扰流等优点。本文首先建立了移动质心系统的动力学模型和滚动控制模型;然后根据移动质心滚动控制通道具有的非线性、耦合性及时变性等特点设计了自抗扰控制器;最后,通过六自由度数学仿真验证了移动质心滚动控制方案的可行性,并对移动质量块的受力情况进行了分析。

关键词：不对称再入体移动质心滚动控制自抗扰控制

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一种基于不对称再入体的制导与控制方法研究

航天控制 2011年第6期29卷 44-48,53页

作者：李自行李高风北京控制与电子技术研究所北京100038

研究一种不对称再入体的再入机动控制方法。不对称再入体气动外形简单,它的升力大小一般不可控,但可通过滚动控制调整升力的方向实现机动飞行。为实现不对称再入体的精确制导,本文研究了一种滚速可调的"滚转制导律",通过调整制导系数,... 详细信息

研究一种不对称再入体的再入机动控制方法。不对称再入体气动外形简单,它的升力大小一般不可控,但可通过滚动控制调整升力的方向实现机动飞行。为实现不对称再入体的精确制导,本文研究了一种滚速可调的"滚转制导律",通过调整制导系数,可以兼顾再入体滚动角速度和落点精度的要求;设计了不对称再入体滚动通道的喷流控制方案,给出了滚动姿态角的时间最优控制算法;通过六自由度数学仿真,验证了整个制导控制方案的可行性和有效性。

关键词：不对称再入体滚转制导律喷流滚动控制

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角加速度反馈在再入段控制中的应用

航天控制 2006年第4期24卷 8-12页

作者：何纯王小虎李高风北京控制与电子技术研究所北京100038

针对再入飞行器滚动通道产生较大的滚动角及滚动角速率,给出了一种能够有效地减小滚动角和滚动角速率的方法。该方法引入滚动角加速度信号反馈,并采用逆系统方法设计控制器。数学仿真结果表明,引入角加速度信号后,通过对干扰力矩的补偿... 详细信息

针对再入飞行器滚动通道产生较大的滚动角及滚动角速率,给出了一种能够有效地减小滚动角和滚动角速率的方法。该方法引入滚动角加速度信号反馈,并采用逆系统方法设计控制器。数学仿真结果表明,引入角加速度信号后,通过对干扰力矩的补偿,可以很大程度上减小再入飞行器的滚动角和滚动角速率,滚动角可以稳定在±5°范围以内。该方法将有利于减弱通道之间的耦合,提高再入飞行器再入段控制的精度。

关键词：角加速度反馈再入段滚动逆系统干扰补偿

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移动质心飞行器的参数辨识和补偿控制

航天控制 2008年第5期26卷 32-36页

作者：孙卫华李高风王小虎北京控制与电子技术研究所北京100038

受质量块大小和位移的限制,移动质心不能像空气舵那样产生很大的力矩,因此飞行器的再入攻角对静稳定度很敏感,尤其在小静稳定度下,静稳定度稍有改变,配平攻角将发生很大变化。飞行器再入过程中的烧蚀、侵蚀以及边界层转捩所造成的小不... 详细信息

受质量块大小和位移的限制,移动质心不能像空气舵那样产生很大的力矩,因此飞行器的再入攻角对静稳定度很敏感,尤其在小静稳定度下,静稳定度稍有改变,配平攻角将发生很大变化。飞行器再入过程中的烧蚀、侵蚀以及边界层转捩所造成的小不对称量所产生的不对称力矩与质心移动后产生的控制力矩相比,不是小量。以所建立的移动质心控制飞行器的数学模型为基础,辨识飞行器静稳定度和小不对称量,对小不对称量造成的气动力矩用前馈-反馈复合控制加以补偿。仿真分析表明,移动质心控制对高速再入的飞行器具有良好的末修能力,能有效提高再入段的控制精度。

关键词：移动质心静稳定度小不对称量参数估计前馈-反馈复合控制