侧向喷流发动机控制律优化设计：基于输出预测

"基于输出预测的姿控发动机控制律优化设计" 本文主要探讨了一种针对带有侧向喷流姿控发动机和尾部气动舵的导弹的控制策略优化设计。在导弹系统中，姿态控制至关重要，它直接影响导弹的飞行性能和打击精度。作者贺风华、马克茂和姚郁构建了导弹的动力学模型和运动学模型，这是进行控制设计的基础。他们对这两个模型进行了深入的分析和简化，以便更好地理解和应用。 文章指出，为了满足侧向过载快速响应的要求，选择了侧向喷流发动机作为主要姿态控制力矩的来源，而不是传统的尾部气动舵。侧向喷流发动机能够在短时间内提供较大的控制力矩，从而快速改变导弹的侧向加速度，达到高效的姿态调整。 在设计控制律时，作者利用了Fliess展式，这是一种非线性系统的数学工具，可以用来预测系统输出。通过这种方式，他们能够预测侧向过载的输出，并估计侧向喷流发动机的推力放大因子。推力放大因子是衡量发动机控制效果的关键参数，它反映了发动机推力与输入信号之间的关系。 基于这些预测和估计，作者提出了一个优化的控制律设计方法，该方法将侧向喷流发动机作为执行机构，旨在实现对侧向过载的快速准确跟踪。这种方法的核心在于根据预测结果动态调整发动机的控制信号，以确保导弹姿态的精确控制。 通过仿真研究，作者验证了所提方法的有效性，表明这种基于输出预测的控制策略能有效地提高导弹姿态控制的响应速度和跟踪精度，这对于高机动性和高生存能力的现代导弹系统具有重要意义。 总结起来，这篇文章主要贡献了以下几点： 1. 建立了带有侧向喷流发动机和尾部气动舵的导弹的动态和运动学模型。 2. 提出了Fliess展式预测方法，用于侧向过载输出的预测和推力放大因子的估计。 3. 设计了一种优化的控制律，以侧向喷流发动机为执行机构，实现对侧向过载的快速跟踪。 4. 通过仿真证明了该方法在导弹姿态控制中的有效性。 这一工作对于导弹控制理论和实践有着重要的参考价值，有助于提升导弹系统的性能，并为未来相关领域的研究提供了新的思路。