李海燕，许江宁，张金鹏，张公平，郑鲲鹏

(1. 海军航空工程学院 控制工程系，山东 烟台　264001； 2. 海军工程大学 导航工程系，武汉　430033；3. 中国空空导弹研究院，河南 洛阳　471009)



高超声速飞行器纵向内环系统反演预设性能控制

李海燕1,2，许江宁2，张金鹏3，张公平3，郑鲲鹏3

(1. 海军航空工程学院 控制工程系，山东 烟台264001； 2. 海军工程大学 导航工程系，武汉430033；3. 中国空空导弹研究院，河南 洛阳471009)

摘要:针对高超声速飞行器控制器设计没有考虑系统的瞬态和稳态性能应满足预设性能的 问题，在模型中存在强非线性的条件下，基于反演设计思想，提出一种预设性能控制器的设计方 法。利用Lyapunov 稳定性定理证明了系统的稳定性，保证纵向内环闭环系统误差全状态满足预设 的瞬态和稳态性能。通过仿真算例验证了提出方法的有效性。

关键词:高超声速飞行器; 反演; 预设性能

0引言

由于飞行速度和特殊的飞行环境，高超声速飞行器具有比传统飞行器更为复杂的强耦合、 强非线性和强时变的动力学特性，其控制技术也面临着传统飞行器控制所未曾遇到的新型复杂问题[1-4]。 从20世纪90年代开始，学者们首先研究了线性控制方法，在此基础上研究了非线性控制方法，最后向多方法结合的方向发展。

在鲁棒控制框架内，Gregory利用最优轨迹，通过D-K迭代的方法设计了H∞鲁棒控制器[5]； Heller等人提出基于输出反馈的鲁棒控制器，实现了速度和高度控制[6]； Sigthorsson等提出一种新的内模控制方法进行了输出控制器的设计，实现高超声速飞行器高度和速度的鲁棒跟踪[7]。……