Resumen

Un vehículo hipersónico utiliza el motor scramjet de respiración aérea y el diseño integrado del fuselaje y el motor. Por lo tanto, existe un fuerte efecto de acoplamiento cruzado entre su fuerza aerodinámica, empuje, estructura y control. La no linealidad y la incertidumbre del modelo causan dificultades en el diseño del sistema de control. Teniendo en cuenta la no linealidad, las características de acoplamiento y la incertidumbre paramétrica aerodinámica de su modelo dinámico longitudinal, diseñamos la ley de control para su sistema de altitud y su sistema de velocidad basándonos en el método de control backstepping adaptativo. Debido al método de linealización de retroalimentación, introducimos las restricciones del actuador del vehículo de vuelo en el diseño, obteniendo el sistema de control adaptativo robusto restringido por el actuador del vehículo de vuelo. Para evitar el problema de derivación de alto orden del método de linealización por retroalimentación y la derivación del volumen de control virtual en el método de control adaptativo backstepping, utilizamos el diferenciador exacto robusto de orden arbitrario para resolver las derivadas de alto orden en la linealización por retroalimentación y utilizamos el filtro de comando para obtener el volumen de control virtual y sus derivadas. Los resultados de la simulación muestran que el sistema de control adaptativo robusto que hemos diseñado puede lograr el seguimiento sin errores del comando de altitud y velocidad. Puede superar bien la influencia de los parámetros estructurales, la incertidumbre paramétrica aerodinámica y las perturbaciones; mientras tanto, el comando de control puede satisfacer las restricciones del actuador.

• Materias:Automatización Propiedades termodinámicas Termodinámica Aerodinámica Motores (Mecánica) Vehículo espacial
• Subjects:Automation Thermodynamic properties Thermodynamics Aerodynamics Engines Space vehicles
• Palabras claves:incertidumbre paramétrica aerodinámica, sistema de control adaptativo, volumen de control virtual, métodos de control backstepping, métodos de linealización de la retroalimentación, vehículo de vuelo, modelo dinámico longitudinal, actuador, diferenciador exacto robusto, seguimiento de altitud
• Keywords:aerodynamic parametric uncertainty, adaptive control system, virtual control volume, backstepping control methods, feedback linearization methods, flight vehicle, longitudinal dynamic model, actuator, robust exact differentiator, tracking of altitude