非线性智能再入控制在高超声速飞行器中的应用研究...

简介：
本研究聚焦于非线性智能控制策略在高超音速飞行器再入过程的应用，旨在提升其稳定性和可控性。通过创新算法优化轨迹跟踪与姿态调整，确保安全高效飞行。 本段落介绍了一种基于B样条函数链接网络扰动观测器（BFLNDO）的高超音速飞行器（HSV）非线性智能再入控制方法。在高超音速飞行器返回地球时，会遇到许多复杂挑战，如严重的非线性和不确定性、环境干扰等。 文章的主要贡献在于提出了一种新的控制策略，并采用非线性广义预测控制（NGPC）算法设计了HSV姿态系统控制律。此外，文中还详细阐述了高超音速飞行器在再入阶段的特点：当这些飞行器从近空间层返回地球时，在无动力状态下进行长时间滑翔。由于大气密度的变化和速度范围的广泛性，HSV具有严重的非线性特性。同时，缺乏广泛的飞行数据、气动弹性效应以及未建模的动力学问题都会增加在再入阶段的不确定性。环境干扰如湍流、阵风和风切变等对这一过程影响巨大。 为了应对这些挑战，本段落提出了一种结合BFLNDO的新方法来解决HSV非线性智能再入控制的问题。NGPC算法用于设计姿态系统的名义控制律，并通过泰勒级数展开进行有限范围内的输出预测；在再入过程中未建模的动态和未知不确定性干扰则由新的BFLNDO估计。 文中还提供了关于BFLNDO与闭环控制系统稳定性的分析，确保了所提出的策略的有效性。文章提到的关键技术和概念包括高超音速飞行器（HSV）、非线性广义预测控制（NGPC）、气动弹性效应、泰勒级数展开以及环境干扰等，并展示了通过仿真模拟结果验证该方法在追踪再入姿态角方面的良好性能。 关键词：高超音速飞行器，再入阶段，非线性预测控制，B样条函数链接网络扰动观测器。