空天高速飛行器在未來裝備發(fā)展和進入太空領域將發(fā)揮戰(zhàn)略引導作用。由于空天高速飛行器特殊的機體/發(fā)動機一體化設計、超高的飛行速度和復雜多變的飛行環(huán)境，空天高速飛行器比傳統(tǒng)的飛行器具有更加顯著的快時變、強耦合和非線性的不確定性約束。本書旨在填補國內(nèi)在該領域的空白，針對空天高速飛行器與傳統(tǒng)飛行器截然不同的、獨特的動力學特性，不是將傳統(tǒng)的飛行控制技術簡單、機械地移植到空天高速飛行器的飛行控制方案中，而是采用新型的變體變形控制、多操縱面控制和等離子體主動控制方法，開展為空天高速飛行器量身定做卻又不失通用性的新控制技術研究。
第1章 研究綜述
1.1 高超聲速飛行器綜述
1.2 高超聲速飛行控制技術綜述
1.2.1 吸氣式高超聲速飛行器所面臨的控制問題
1.2.2 空天飛行器所面臨的控制問題
1.2.3 國外和國內(nèi)研究進展及現(xiàn)狀
1.2.4 國內(nèi)高超聲速飛行器發(fā)展概況
1.2.5 空天高超聲速飛行器異類操控技術的基礎技術
1.3 本書的章節(jié)安排
參考文獻
第2章 空天高速飛行器混合異類多操縱面控制
2.1 引言
2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.2.1 控制分配技術
2.2.2 異類操縱機構
2.2.3 高速主動流動控制
2.3 動力學建模與分析
2.3.1 坐標系定義及轉換
2.3.2 動力學和運動學建模
2.4 異類多執(zhí)行機構的空天高速飛行器模型
2.4.1 模型介紹
2.4.2 控制系統(tǒng)建模
2.4.3 氣動力和氣動力矩模型解析
2.5 RCS模型
2.5.1 RCS模型及控制機理
2.6 等離子體合成射流用于高速控制
2.6.1 等離子合成射流激勵器
2.6.2 等離子合成射流對斜激波的控制
2.6.3 等離子合成射流在高速流場中的姿態(tài)控制
2.7 等離子體超聲速流動控制
2.7.1 Q-DC等離子體主動流動控制概念
2.7.2 超聲速來流下Q-DC等離子體驅動特性
2.7.3 基于Q-DC等離子體激勵的氣動力矩控制
2.8 操縱機構分配算法
2.8.1 異類執(zhí)行機構分配方案
2.8.2 故障重構
2.8.3 工作模式切換機制
2.9 混合異類操縱控制分配方法
2.9.1 二次規(guī)劃分配算法
2.9.2 粒子群算法
2.9.3 離散粒子群算法
2.9.4 粒子群算法改進
2.9.5 基于粒子群算法的控制分配
2.10 仿真分析
參考文獻
第3章 空天高速飛行器變體變形控制
3.1 變體變形設計的引入
3.2 空天高速飛行器變體模型及特性分析
3.2.1 質心動力學模型
3.2.2 質心運動學模型
3.2.3 動力學模型和運動學模型
3.2.4 氣動數(shù)據(jù)模型
3.3 模態(tài)劃分及特性分析
3.3.1 起飛爬升模態(tài)下所受約束
3.3.2 巡航模態(tài)下所受約束
3.3.3 俯沖模態(tài)下所受約束
3.4 空天變體飛行器增益協(xié)調(diào)魯棒控制系統(tǒng)設計
3.4.1 增益協(xié)調(diào)魯棒參數(shù)化控制方法
3.4.2 增益協(xié)調(diào)魯棒參數(shù)化控制系統(tǒng)設計步驟
3.4.3 空天高速飛行器變形后的增益協(xié)調(diào)魯棒參數(shù)化控制
3.5 空天高速飛行器控制系統(tǒng)的非線性數(shù)值仿真
3.5.1 爬升段仿真
3.5.2 巡航段仿真
3.5.3 俯沖段仿真
參考文獻
第4章 空天高速飛行器LPV變形控制
4.1 空天高速飛行器變體氣動與結構問題
4.1.1 高速變體飛行器的非線性動力學
4.1.2 高速變體飛行器的主動控制
4.1.3 變體飛行器彈性模態(tài)及穩(wěn)定性分析研究
4.2 高速變體飛行器非線性剛體模型建立
4.2.1 坐標系變換
4.2.2 縱向動力學模型推導
4.2.3 氣動數(shù)據(jù)計算
4.2.4 高速變體飛行器運動學插值模型
4.2.5 縱向變翼展特性分析
4.2.6 高速變體飛行器縱向仿真
4.3 多剛體時變非線性模型轉換LPV模型
4.3.1 LPV理論與方法
4.3.2 LPV模型平衡點選取
4.3.3 狀態(tài)空間模型提取
4.3.4 高速變體飛行器線性變參數(shù)模型轉換
4.3.5 LQR控制仿真
4.3.6 高速變體飛行器LPV建模仿真驗證
4.4 高超聲速變體飛行器控制器設計及仿真與分析
4.4.1 多胞LPV模型魯棒控制器設計
4.4.2 多胞模型魯棒控制器閉環(huán)仿真
參考文獻
第5章 空天高速飛行器耦合度量化協(xié)調(diào)操控
5.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
5.1.1 高超聲速飛行器耦合狀態(tài)分析方法
5.1.2 飛行器協(xié)調(diào)控制方法研究現(xiàn)狀
5.2 高超聲速穩(wěn)定性與機動性協(xié)調(diào)控制問題
5.3 乘波體空天高速飛行器的耦合控制
5.3.1 建模分析
5.3.2 考慮流體質量變化的飛行器運動建模
5.4 基于耦合度量化的空天高速飛行器協(xié)調(diào)滑�？刂萍夹g
5.4.1 空天高速飛行器耦合度量化與分析
5.4.2 空天高速飛行器協(xié)調(diào)滑模控制方法設計
5.5 引入吸氣式電推進系統(tǒng)的控制方法研究
5.5.1 引入吸氣式電推進系統(tǒng)的研究背景
5.5.2 吸氣式電推進系統(tǒng)結構改進設計
5.5.3 吸氣式電推進系統(tǒng)的數(shù)學建模
5.5.4 引入吸氣式電推進系統(tǒng)的姿態(tài)控制方法
參考文獻
附錄 X-37B氣動參數(shù)模型
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