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可重复使用航天运载器(Reusable Launch Vehicle,RLV)因具有多次利用、跨空域飞行、在轨机动、指定区域返航的优势,成为各国争相研究发展的焦点。RLV研制是一项复杂的系统工程,涉及气动外形设计、推进系统设计、热防护系统设计、飞行控制系统设计等诸多技术,特别是RLV调姿段与再入段的姿态控制与多种执行机构的控制分配问题是RLV飞行控制系统研制过程中具有挑战性的课题之一。鉴于此,本文围绕RLV调姿段与再入段的姿态控制与控制分配问题展开研究。首先,建立了RLV姿态控制的数学模型,基于非线性动态逆理论将RLV调姿段系统模型分为内外回路,利用Lyapunov函数证明内外闭环回路的稳定性。针对RLV系统的不确定性,提出基于滑模变结构控制理论设计双滑模变结构姿态控制律,并分析该RLV闭环控制系统的稳定性。对所设计的姿态控制系统进行Matlab仿真验证,结果表明双滑模变结构控制策略能降低RLV非线性系统模型对控制系统性能要求,姿态控制效果较好,但存在微弱抖振现象。其次,针对双滑模变结构姿态控制的抖振问题,利用非线性动态逆理论对RLV系统模型进行严格线性化处理,基于反步法控制理论设计RLV姿态控制器。提出利用神经网络自适应在线函数逼近解决反步法控制系统“微分爆炸”问题,并证明了该闭环控制系统稳定性。最后进行Matlab仿真验证,结果表明控制策略响应时间缩短50%,姿态控制效果显著。最后,针对RLV再入段姿态控制与异类执行机构控制分配问题,提出了一种整合整数线性规划算法进行RLV执行机构的控制分配。该算法将RCS系统与气动舵视为一体,避免分开设计控制策略。Matlab仿真结果表明,基于整合整数线性规划算法的控制分配算法可完成16个执行机构的控制分配问题,最大限度利用气动舵偏转所产生的控制力矩,有利于节省RCS系统燃料