面向吸气式高超声速飞行器弹性体的精确姿态控制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61873206
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    16.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0307.导航、制导与控制
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The safety of hypersonic flight is greatly affected by the strong coupling between elastic deformation and rigid modes, and the unstable zero dynamics caused by the non-minimum-phase system. Meanwhile, to ensure good scramjet inlet environment, the rigorous requirement is raised on precise attitude control that the dynamic error should be made sure to fall in ±5°. To deal with the above-mentioned problems, toward achieving fast adaptation and prescribed attitude performance, this project focused on the controller design for unstable flexible non-minimum-phase hypersonic flight vehicle. Firstly, the specific design for unstable zero dynamics caused by non-minimum-phase system will be presented to ensure the flight safety. Secondly, to fulfill the fast adaption of flying with hypersonic speed, the composite learning algorithm will be proposed by incorporating information of modeling error or disturbance estimation. Thirdly, the prescribed performance attitude control will be studied to guarantee the transient response to fulfill good scramjet inlet environment. The proposed adaption laws and controllers will be verified via simulation platform. Through this project, it is supposed to provide new progress for control of hypersonic flight vehicle with flexible effects and non-minimum phase to enhance flight safety and guarantee precise control performance.
弹性形变与刚体模态之间存在的动力学强耦合以及非最小相位特性带来的不稳定零动态使得高超声速飞行的安全性受到极大影响,同时动力装置超燃冲压发动机良好进气对精确控制提出高要求,需要姿态动态误差小于±5°。本项目针对不稳定高超声速飞行器研究非最小相位弹性体控制,实现智能快速自适应学习以及姿态预设性能跟踪。首先,考虑非最小相位特征实现不稳定零动态的有效控制;其次,利用建模误差以及扰动观测等实现不确定情形下的高超声速飞行快速自适应学习;再次,考虑超燃冲压发动机工作需求研究姿态预设性能控制,实现所需姿态动态响应;最终,通过仿真验证所给出的控制器设计方法。通过该项目研究,将在静不稳定弹性高超声速飞行器的安全飞行以及精确控制方面取得一定进展。

结项摘要

该项目面向高超声速飞行器动力特点、环境特点、飞行器外形特点,开展了高精度姿态控制、弹性体鲁棒控制以及非最小相位控制等一系列问题研究。.(1)针对弹性体存在的模态耦合开展了基于奇异摄动分解的动力学分解,具体分析系统时标特性进行系统分解获取快慢子系统;针对快系统设计滑模控制,针对慢系统设计滑模控制,最终进行控制合成实现弹性体的稳定控制。.(2)针对非最小相位特性开展了基于输出重定义的鲁棒切换控制,通过系统相对阶分析给出了重定义设计,得到输入输出子系统,并根据动力学特征开展了状态监测的鲁棒滑模智能控制设计保证了系统的快速收敛和精细调整。.(3)针对超燃冲压发动机对姿态控制的要求,开展了攻角约束的下的鲁棒设计,具体考虑攻角的约束特征通过虚拟控制量限制以及误差鲁棒控制保证攻角控制在预定范围内实现了高精度姿态控制,保证了系统任务的有效完成。.通过该项目研究发表9篇SCI论文,包括IEEE神经网络汇刊、IEEE SMC:Systems汇刊等;获得授权发明专利3项。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H-/L∞ fault detection observer design for uncertain linear systems
不确定线性系统的H-/L-故障检测观测器设计
  • DOI:
    10.1080/00207721.2018.1551974
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    International Journal of Systems Science
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Weixin Han;Zhenhua Wang;Yi Shen
  • 通讯作者:
    Yi Shen

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其他文献

N-monosubstituted-alpha-carbonylamide compound and preparation method thereof
N-单取代-α-羰酰胺化合物及其制备方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
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  • 通讯作者:
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miR-143/miR-145簇启动子区rs4705342基因突变与汉族人群前列腺癌发病的相关性研究
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    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    许斌
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王新洲;袁朱润;黄雅茜;李延军;李永成;许斌
  • 通讯作者:
    许斌
Constructing Strebel differentials via Belyi maps on the Riemann sphere
通过黎曼球面上的 Belyi 映射构建 Strebel 微分
  • DOI:
    10.1007/s40315-020-00302-3
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Computational Methods and Function Theory
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    宋基建;许斌
  • 通讯作者:
    许斌
重组装饰材生产新技术的开发及应用
  • DOI:
    10.19455/j.mcgy.20180206
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    木材工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    詹先旭;许斌;程明娟;杨勇;唐周梅;卓艳;李延军
  • 通讯作者:
    李延军

其他文献

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许斌的其他基金

空天往返飞行器智能飞行控制
  • 批准号:
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    2019
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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