范淑娜，陈欣，李春涛

(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016)

引言

自动着陆段是重复使用运载器(RLV)整个飞行过程的最后阶段，是整个飞行任务安全完成的关键阶段，实现自主、安全和精确地着陆是这一阶段追求的目标。无动力飞行和小升阻比特性是RLV自动着陆段最主要的特点，这也增加了轨迹跟踪的难度。RLV自动着陆要求实现下滑轨迹线的精确跟踪，跟踪下滑轨迹线既要对高度通道进行控制，也要对速度通道进行控制。在速度控制通道，采用了阻力板方案［1］，它不同于常规的发动机控制方案，阻力板不仅产生阻力，还产生俯仰力矩，在实施速度控制的过程中对升降舵通道有较大的耦合效应;另外，由于阻力板的面积有限，其控制速度的能力和范围也有限，这就对下滑轨迹线的精确跟踪提出了更大的挑战，势必要求控制系统具有很高的控制性能、很强的抗干扰能力以及对初值的不敏感性。

文献［2］采用经典PID控制理论实现了RLV自动着陆段轨迹跟踪，但在存在外界干扰的情况下，速度对高度跟踪的影响比较大，需要对轨迹进行在线调整，这样就增加了自动着陆的复杂度，限制了在工程中的应用。本文采用总能量控制(TECS)原理设计RLV自动着陆控制器，以求确保其具有非线性解耦控制能力以及鲁棒性的同时，设计过程也符合工程应用的需求。

本文将总能量控制原理应用到RLV自动着陆控制器的设计中，根据RLV自动着陆段无动力的特性，通过调节升降舵来协调动能和势能的分配，从而解除RLV纵向飞行轨迹和速度之间的耦合，实现了对纵向模态的非线性解耦控制，确保控制器具有较强的鲁棒性。……