● 摘要
倾斜转弯导弹(BTT导弹)具有强烈的非线性,其纵向运动和侧向运动之间存在强耦合,其动力学系统为一个同时具有快时变性、非线性和模型不确定性的复杂多变量系统。因此,BTT导弹控制系统的设计较为复杂。拟人智能控制是一种基于控制对象动力学模型的设计方法,可以设计出符合被控对象运动规律的控制律结构,为复杂非线性系统的控制问题提供了一种新的思路。本文以BTT导弹作为被控对象,研究了如何将拟人智能控制方法应用于航空航天控制技术中的问题。针对面对称BTT导弹建立其六自由度非线性数学模型。基于拟人智能控制思想设计出一组BTT导弹姿态控制非线性控制律。将该控制律应用于BTT导弹的姿态控制,与使用线性二次型方法设计出的控制律的控制效果进行比较。仿真结果证明在拟人智能控制律作用下导弹能够在转弯的过程中迅速实现姿态指令的跟踪,并更加有效的抑制侧滑角的产生。利用拟人智能控制思想提出一种适用于BTT导弹指令跟踪的控制律设计方法。该方法直接利用给定的轨迹指令跟踪信号,通过广义归约得到相应的姿态指令。并进行了BTT导弹轨迹跟踪系统跟踪蛇形机动轨迹的仿真验证,仿真结果表明该方法相对简单,易行,能够控制BTT导弹跟踪指定的期望轨迹。尽管拟人智能控制方法取得了一系列成功应用,然而,对于非线性不确定系统的鲁棒拟人控制器的设计问题却一直是一个困扰我们的难题。本文针对这个问题,提出了一种基于神经网络的积分滑模补偿器设计方法,并将该补偿器应用于控制系统中在系统气动参数摄动150%的情况下进行了仿真控制,仿真结果证明了设计方案的有效性。该方法解决了不确定系统的拟人智能控制器设计问题,进一步推进了拟人智能控制理论的发展。
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