谭诗利 王 洁 王鹏飞

空军工程大学，西安 710051



基于反演的高超声速飞行器动态面滑模控制

谭诗利 王 洁 王鹏飞

空军工程大学，西安 710051

针对高超声速飞行器纵向平面轨迹跟踪问题，提出一种基于反演的动态面滑模控制方法。引入一阶滤波器以避免传统反演控制的“微分项膨胀”问题，利用双曲正切函数的平滑特性以减弱抖振，设计自适应估计律，对干扰项在线估计以增强鲁棒性。仿真结果表明，该方法对高度和速度控制指令具备良好的跟踪性能。 关键词 高超声速飞行器；滑模控制；动态面控制；反演控制；滤波器

高超声速飞行器在民用和军事领域有重要的应用前景，已成为各国研究的热点。相比常规飞行器，高超声速飞行器模型更复杂，具有显著的非线性特性，且存在严重的结构弹性和热弹性效应，模型不确定性增加[1]。这些特征给控制器的设计带来了全新挑战。

反演方法解决了高阶非线性系统控制器设计复杂的难题，已被广泛运用到高超声速飞行器的控制中[2-4]。但单纯的反演在解决高阶系统的控制问题时易产生“微分膨胀”，且存在鲁棒性不强的缺点。动态面作为传统反演的补充，有效解决了“微分膨胀”问题且取得了很好的控制效果[5-6]。动态面控制方法可以避免高阶求导引起系统发散的问题，并能减小计算量[7]。滑模控制无需参数辨识且具备较强的鲁棒性，文献[8]使用Terminal滑模用于解决高超声速飞行器控制问题，文献[9]设计了自适应滑模控制器，增强了控制系统的鲁棒性。……