空天高速飞行器在未来装备发展和进入太空领域将发挥战略引导作用。由于空天高速飞行器特殊的机体/发动机一体化设计、超高的飞行速度和复杂多变的飞行环境，空天高速飞行器比传统的飞行器具有更加显著的快时变、强耦合和非线性的不确定性约束。本书旨在填补国内在该领域的空白，针对空天高速飞行器与传统飞行器截然不同的、独特的动力学特性，不是将传统的飞行控制技术简单、机械地移植到空天高速飞行器的飞行控制方案中，而是采用新型的变体变形控制、多操纵面控制和等离子体主动控制方法，开展为空天高速飞行器量身定做却又不失通用性的新控制技术研究。
第1章 研究综述
1.1 高超声速飞行器综述
1.2 高超声速飞行控制技术综述
1.2.1 吸气式高超声速飞行器所面临的控制问题
1.2.2 空天飞行器所面临的控制问题
1.2.3 国外和国内研究进展及现状
1.2.4 国内高超声速飞行器发展概况
1.2.5 空天高超声速飞行器异类操控技术的基础技术
1.3 本书的章节安排
参考文献
第2章 空天高速飞行器混合异类多操纵面控制
2.1 引言
2.2 国内外研究现状
2.2.1 控制分配技术
2.2.2 异类操纵机构
2.2.3 高速主动流动控制
2.3 动力学建模与分析
2.3.1 坐标系定义及转换
2.3.2 动力学和运动学建模
2.4 异类多执行机构的空天高速飞行器模型
2.4.1 模型介绍
2.4.2 控制系统建模
2.4.3 气动力和气动力矩模型解析
2.5 RCS模型
2.5.1 RCS模型及控制机理
2.6 等离子体合成射流用于高速控制
2.6.1 等离子合成射流激励器
2.6.2 等离子合成射流对斜激波的控制
2.6.3 等离子合成射流在高速流场中的姿态控制
2.7 等离子体超声速流动控制
2.7.1 Q-DC等离子体主动流动控制概念
2.7.2 超声速来流下Q-DC等离子体驱动特性
2.7.3 基于Q-DC等离子体激励的气动力矩控制
2.8 操纵机构分配算法
2.8.1 异类执行机构分配方案
2.8.2 故障重构
2.8.3 工作模式切换机制
2.9 混合异类操纵控制分配方法
2.9.1 二次规划分配算法
2.9.2 粒子群算法
2.9.3 离散粒子群算法
2.9.4 粒子群算法改进
2.9.5 基于粒子群算法的控制分配
2.10 仿真分析
参考文献
第3章 空天高速飞行器变体变形控制
3.1 变体变形设计的引入
3.2 空天高速飞行器变体模型及特性分析
3.2.1 质心动力学模型
3.2.2 质心运动学模型
3.2.3 动力学模型和运动学模型
3.2.4 气动数据模型
3.3 模态划分及特性分析
3.3.1 起飞爬升模态下所受约束
3.3.2 巡航模态下所受约束
3.3.3 俯冲模态下所受约束
3.4 空天变体飞行器增益协调鲁棒控制系统设计
3.4.1 增益协调鲁棒参数化控制方法
3.4.2 增益协调鲁棒参数化控制系统设计步骤
3.4.3 空天高速飞行器变形后的增益协调鲁棒参数化控制
3.5 空天高速飞行器控制系统的非线性数值仿真
3.5.1 爬升段仿真
3.5.2 巡航段仿真
3.5.3 俯冲段仿真
参考文献
第4章 空天高速飞行器LPV变形控制
4.1 空天高速飞行器变体气动与结构问题
4.1.1 高速变体飞行器的非线性动力学
4.1.2 高速变体飞行器的主动控制
4.1.3 变体飞行器弹性模态及稳定性分析研究
4.2 高速变体飞行器非线性刚体模型建立
4.2.1 坐标系变换
4.2.2 纵向动力学模型推导
4.2.3 气动数据计算
4.2.4 高速变体飞行器运动学插值模型
4.2.5 纵向变翼展特性分析
4.2.6 高速变体飞行器纵向仿真
4.3 多刚体时变非线性模型转换LPV模型
4.3.1 LPV理论与方法
4.3.2 LPV模型平衡点选取
4.3.3 状态空间模型提取
4.3.4 高速变体飞行器线性变参数模型转换
4.3.5 LQR控制仿真
4.3.6 高速变体飞行器LPV建模仿真验证
4.4 高超声速变体飞行器控制器设计及仿真与分析
4.4.1 多胞LPV模型鲁棒控制器设计
4.4.2 多胞模型鲁棒控制器闭环仿真
参考文献
第5章 空天高速飞行器耦合度量化协调操控
5.1 国内外研究现状
5.1.1 高超声速飞行器耦合状态分析方法
5.1.2 飞行器协调控制方法研究现状
5.2 高超声速稳定性与机动性协调控制问题
5.3 乘波体空天高速飞行器的耦合控制
5.3.1 建模分析
5.3.2 考虑流体质量变化的飞行器运动建模
5.4 基于耦合度量化的空天高速飞行器协调滑模控制技术
5.4.1 空天高速飞行器耦合度量化与分析
5.4.2 空天高速飞行器协调滑模控制方法设计
5.5 引入吸气式电推进系统的控制方法研究
5.5.1 引入吸气式电推进系统的研究背景
5.5.2 吸气式电推进系统结构改进设计
5.5.3 吸气式电推进系统的数学建模
5.5.4 引入吸气式电推进系统的姿态控制方法
参考文献
附录 X-37B气动参数模型
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