刘晓东 黄万伟 柳嘉润 孙 勇

1. 北京航天自动控制研究所, 北京 100854 2. 宇航智能控制技术国防科技重点实验室, 北京 100854



高超声速飞行器姿态角速度的全通道鲁棒镇定方法

刘晓东1,2黄万伟1,2柳嘉润1,2孙 勇1

1. 北京航天自动控制研究所, 北京 100854 2. 宇航智能控制技术国防科技重点实验室, 北京 100854

根据高超声速飞行器的姿态动力学方程，给出一个可面向姿态角速度镇定的非线性设计模型。针对一类非线性系统，提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的鲁棒动态逆设计方法，并将其应用于高超声速飞行器姿态角速度的渐近镇定中。仿真结果表明，相比传统的动态逆控制方案，本文所提出的控制方案可保证飞行器姿态角速度得到快速镇定，并且具备针对模型不确定和结构干扰力矩的强鲁棒性能。

高超声速飞行器；角速度镇定； 动态逆控制； 鲁棒控制； 扩张状态观测器

与一般的飞行器相比，高超声速飞行器3通道之间面临着更为复杂的非线性动态、高不确定性和强耦合等问题，传统的线性控制方法很难满足其姿态角速度快速镇定的需求，最终导致飞行任务的失败。为了解决上述问题，有必要从全通道、非线性设计的角度出发，探索具有强鲁棒性能的姿态角速度镇定技术[1]，而本文正是基于此展开的。

动态逆控制(Dynamic Inversion Control，DIC)[2-3]技术通过选择非线性反馈函数将非线性系统线性化，实现由不理想动态向理想动态的转变。在面对多输入多输出非线性系统的控制问题时，动态逆方法可以大大简化设计过程。……