周 军 水尊师 葛致磊

西北工业大学精确制导与控制研究所，西安 710072

目前有两种思路处理弹体振动引起的姿态控制问题[1]：一是不明确地采用任何结构滤波器，利用控制器的鲁棒性对弹性干扰进行抑制；二是设计陷波器实现对振动模态的抑制。文献[2]采用H∞方法设计了Ariane火箭的姿态控制系统。文献[3-4]设计了自适应陷波滤波器，首先对弹性模态频率进行在线参数估计，然后根据辨识结果调整陷波滤波器参数，提高了控制性能。文献[5-6]设计了观测器，对弹性模态信号进行估计，重构了一阶和二阶的振动频率，然后设计了姿态PID控制器，其中进行弹性模态估计时需要已知系统的多个参数，如弹性振动的阻尼，弹性振型的斜率等，实际飞行中的数据与理论数据的偏差，使得其状态估计方法可信度不高，并且其只能估计到二阶频率，不包含液体晃动的影响。文献[7]在文献[5]的基础上设计了状态观测器，同时对液体晃动，弹性振动及姿态信号进行观测，此方法需要观测的变量较多，需要知道弹性振动和液体晃动准确的频率和阻尼，在实际过程中不易实施。

而变结构控制满足匹配条件时，对外界干扰、控制系统参数摄动具有不变性[8]，增强了系统的鲁棒性。但是变结构控制由于实际系统的延迟会产生颤振，应用中应削弱颤振。研究表明设计合适的高阶滑模控制器，能够完全消除颤振。Levant A[9]提出了任意阶有限时间收敛的控制器设计方法。本文采用超扭曲二阶滑模控制方法设计控制律。……