题目：弹载巡飞器弹机转换初始拉起控制方法的研究

摘 要弹载巡飞器是一种有别于常规无人机的新型飞行器，它具有独特的弹道飞行阶段。由于前期弹道阶段不耗费无人机的储能，因此弹载巡飞器可以比一般无人机飞行距离更远。弹载巡飞器在弹道飞行的后期要转变成飞机外形以进行巡航飞行来完成预定任务。在状态转换过程中巡飞器初始拉起的姿态控制则构成了弹载巡飞器控制系统的关键技术之一。弹载巡飞器在弹机转换时要完成较大的姿态变化，在这种情况下用欧拉角表述的数学模型可能会出现奇异值，四元数方法克服了欧拉角方法奇异性的缺点，可以用来描述所有可能的方位。变结构控制作为控制系统的一种综合方法，它的滑动模具有不变性，这是变结构控制在飞行器姿态控制中最突出的优点。本文首先介绍了课题的研究背景，概述了变结构控制方法，定义了在巡飞器姿态控制研究过程中所需要用到的一些坐标系；通过对弹载巡飞器受力情况的分析，建立了能够表征弹载巡飞器运动特点的数学模型，并在描述姿态变化的方程中引入四元数法避免了出现奇异值，给出了四元数法和欧拉角法之间的转换关系；在设计变结构控制律的过程中引入了误差四元数的概念，使巡飞器的姿态控制问题用误差四元数的调节问题来表示，通过选取合适的切换函数推导出变结构控制律，并对该控制律进行稳定性分析，从而得到基本满意的结果，在变结构控制系统的抖振问题上，本文采用了趋近律的方法削弱抖振现象。本文的最后给出了在设计的控制律作用下弹载巡飞器的姿态仿真曲线，并通过对仿真结果的分析确定了控制系统中的参数，得到了较好的仿真结果。