宋超, 赵国荣, 黎志强, 周源

(1.海军航空工程学院 控制工程系, 山东 烟台 264001;2.国防科学技术大学 机电工程与自动化学院, 湖南 长沙 410073)

基于干扰观测器的高超声速飞行器非线性控制

宋超1, 赵国荣1, 黎志强2, 周源1

(1.海军航空工程学院 控制工程系, 山东 烟台 264001;2.国防科学技术大学 机电工程与自动化学院, 湖南 长沙 410073)

针对高超声速飞行器非线性动力学系统中存在的高度非线性、多变量耦合及参数不确定等问题,结合反演滑模控制,利用非线性干扰观测器对各种干扰的逼近特性设计了一种飞行器反演滑模控制器。该控制器利用干扰观测器观测系统的干扰时,放宽了现有文献对干扰的界进行限制的苛刻条件,未观测出的部分干扰采用反演滑模控制进行补偿,避免了累积误差,实现对制导指令的鲁棒输出跟踪,并证明了系统稳定性。仿真结果验证了该方法能较理想地观测干扰,保证系统良好的鲁棒性。

高超声速; 干扰观测器; 反演设计; 滑模控制

引言

近年来,高超声速飞行器作为突破导弹防御系统并实现远程精确打击的新途径已成为研究的热点[1]。为满足近空间再入飞行的力学和热学环境要求,高超声速飞行器需要以大迎角再入大气层内,因此,飞行环境的大范围变化、机身的弹性变形、气动参数的变化和外界干扰都不可避免,致使所建立的飞行器动力学模型存在高度非线性、强耦合及不确定性,且表现为非匹配的不确定性[2-3]。高超声速飞行器飞行参数耦合强烈,且随时间变化剧烈,是多变量的强耦合非线性时变系统[4]。……