罗建军, 常江, 王章磊, 闵昌万, 黄兴李

(1.西北工业大学 航天学院, 陕西 西安 710072;2.航天飞行动力学技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072;3.空间物理重点实验室, 北京 100076)

0 引言

飞行器再入过程中,飞行高度和马赫数跨度范围大,其复杂的力学环境因素以及各种无法预知的外界扰动使得系统具有很强的不确定性,给再入飞行器的控制系统设计带来了新的挑战[1-2]。μ综合鲁棒控制方法在解决系统不确定性摄动和抗干扰性方面有很大优势,且具有较小的保守性,能同时针对鲁棒稳定性和鲁棒性能进行控制设计,是高超声速再入飞行器控制系统的一种极具前景的设计方法[3-4]。文献[5]针对高超声速再入飞行器设计了μ综合鲁棒控制系统,实现了飞行器姿态对指令的高精度稳定跟踪。但单一的μ综合鲁棒控制器控制范围有限,无法完成对再入飞行器的大包线控制,同时鲁棒控制器通常拥有较高的阶数,考虑到控制器参数脆弱性问题[6-7],增益调度方法在大包线鲁棒控制问题中已失去其适用性。多模型鲁棒控制方法[8-9]从理论上虽能很好地解决上述问题,但随之引入的控制器切换问题,严重阻碍了多模型鲁棒控制方法的工程应用。因此,为了保证多模型鲁棒控制方法的可实现性,研究控制器软切换方法已成为亟待解决的难题。

目前关于控制器软切换方法的研究成果较少。文献[10]基于参数化特征结构配置方法,通过系统的特征值与特征向量来改变系统输出响应的速率与形状,抑制切换时刻的输出跳跃。……