超燃冲压发动机下高超声速飞行器弹性振动与精细姿态控制策略

本文主要探讨了2011年发表在《西北工业大学学报》上的一篇论文，题目为“高超声速巡航飞行器振动建模及精细姿态控制”。作者孟中杰、黄攀峰和闰杰针对超燃冲压发动机在高超声速飞行器中的应用提出了关键问题，即如何确保发动机在高速飞行过程中的进气效率，这需要精确的精细姿态控制，尤其是在面对弹性振动带来的挑战时。 论文首先强调了弹性振动对高超声速巡航飞行器飞行控制系统的影响，它显著增加了姿态控制设计的复杂性。为了克服这一难题，作者选择以纵向通道作为研究对象，通过分析，他们将精细姿态控制问题转化为超燃冲压发动机进气口的当地攻角控制问题。这种转换使得控制策略更加聚焦，有助于优化发动机的工作性能。 在建模过程中，作者考虑了机体/发动机的耦合效应以及气动热对气动参数和模态参数产生的大范围波动。这些因素可能会导致飞行器性能不稳定，因此，论文采用H∞理论设计了一种鲁棒控制系统，旨在在各种扰动条件下（如测量噪声、舵机非线性以及参数不确定性）仍能保证飞行器姿态的稳定性，特别是进气口攻角的精度，目标是达到±0.6度的控制精度。 国内外的研究者也对此领域进行了广泛探索，包括机体/发动机结构耦合问题的数学建模、气动计算方法的比较、以及高超声速飞行器不确定性分析等。然而，该论文的独特之处在于它结合了这些研究成果，提出了一种综合解决方案，针对高超声速飞行器的特殊需求，实现了精细姿态控制，这对于推进这类飞行器的技术发展具有重要意义。 这篇论文的核心内容是通过建立高超声速巡航飞行器的弹性模型，并利用先进的控制理论来解决精细姿态控制问题，以实现超燃冲压发动机的最佳工作状态，从而推动高超声速飞行器领域的工程实践和技术进步。