Un método de control basado en conmutación para el control de separación de carenados de vehículos hipersónicos axisimétricos
Autores: Zhong, Qin; Fan, Yonghua; Wu, Wenbin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un método de control basado en conmutación para el control de separación de carenados de vehículos hipersónicos axisimétricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vehículo hipersónico
Separación de carenado
Forma aerodinámica
Método de control basado en conmutación
Supresión de interferencias
Presión dinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Para la separación del carenado de vehículos hipersónicos, se requiere una separación confiable del carenado y una rápida supresión de la perturbación de separación en escenarios donde hay alta presión dinámica y cambios abruptos en la forma aerodinámica de la aeronave, así como en los parámetros generales. En este artículo se propone un método de control basado en conmutación para la supresión de interferencias en la separación del carenado de vehículos hipersónicos, con el objetivo de garantizar la estabilidad del sistema de control en casos de cambios abruptos en el objeto controlado. Primero, se adopta un método de cálculo de flujo no estacionario para aclarar las características de interferencia aerodinámica de la aeronave en la separación del carenado, y se establece el modelo de cálculo aerodinámico del proceso de separación del carenado del vehículo hipersónico; luego, se transforman dos estados de la aeronave, con y sin carenado, en un subsistema con características de conmutación. El problema de estabilidad de actitud en el proceso de separación del carenado se transforma en un problema de resolución de la conmutación arbitraria del sistema conmutado utilizando el enfoque de desigualdad matricial lineal (LMI). Mientras tanto, se diseña el sistema de control para la supresión de interferencias en la separación del carenado considerando la interacción aerodinámica del movimiento del carenado con la aeronave durante la separación. Los resultados de la simulación mostraron que el sistema de control diseñado puede lograr la separación confiable del carenado bajo alta presión dinámica y suprimir efectivamente la interferencia en el proceso de separación.
Descripción
Para la separación del carenado de vehículos hipersónicos, se requiere una separación confiable del carenado y una rápida supresión de la perturbación de separación en escenarios donde hay alta presión dinámica y cambios abruptos en la forma aerodinámica de la aeronave, así como en los parámetros generales. En este artículo se propone un método de control basado en conmutación para la supresión de interferencias en la separación del carenado de vehículos hipersónicos, con el objetivo de garantizar la estabilidad del sistema de control en casos de cambios abruptos en el objeto controlado. Primero, se adopta un método de cálculo de flujo no estacionario para aclarar las características de interferencia aerodinámica de la aeronave en la separación del carenado, y se establece el modelo de cálculo aerodinámico del proceso de separación del carenado del vehículo hipersónico; luego, se transforman dos estados de la aeronave, con y sin carenado, en un subsistema con características de conmutación. El problema de estabilidad de actitud en el proceso de separación del carenado se transforma en un problema de resolución de la conmutación arbitraria del sistema conmutado utilizando el enfoque de desigualdad matricial lineal (LMI). Mientras tanto, se diseña el sistema de control para la supresión de interferencias en la separación del carenado considerando la interacción aerodinámica del movimiento del carenado con la aeronave durante la separación. Los resultados de la simulación mostraron que el sistema de control diseñado puede lograr la separación confiable del carenado bajo alta presión dinámica y suprimir efectivamente la interferencia en el proceso de separación.