刘晓东 黄万伟 王丹晔 杜立夫

北京航天自动控制研究所, 北京 100854



带终端角度约束的飞行器三维制导控制一体化设计

刘晓东 黄万伟 王丹晔 杜立夫

北京航天自动控制研究所, 北京 100854

针对带终端角度约束的STT飞行器，提出一种三维制导控制一体化设计方法。首先，推导出面向三维制导控制一体化设计的非线性数学模型。然后，针对一类多变量非线性系统，构造了一种鲁棒动态逆设计方法。结合鲁棒动态逆和反演设计方法，完成了制导控制一体化算法的初步设计。最后，针对传统反演法带来的“计算膨胀”问题以及非线性补偿项引发的控制量抖动问题，对已完成的初步算法做进一步改进。仿真结果表明，所提出的三维制导控制一体化算法可确保飞行器的稳定飞行与精确制导，满足终端角度的约束要求，并且具备针对参数不确定性的强鲁棒性。 关键词 制导控制一体化；三维制导；动态逆控制；动态面控制；反演法

随着现代科技与军事技术的进步，精确制导的需求与日俱增，末制导技术被广泛应用于需要拦截或精确打击目标的领域[1]，包括防空导弹、反舰导弹、弹道导弹、攻击型无人机和高超声速飞行器等，如何进一步提高末制导阶段制导控制系统的综合性能成为亟需解决的重要问题。飞行器制导控制系统的传统设计方法都是基于频谱分离的思想，将制导回路和控制回路分开设计。尽管这种传统分离设计方法在过去被证明是有效的，但它并不总能协调好各子系统之间的关系，会导致制导与控制之间缺乏有机的协调匹配性，不能充分发挥飞行器的最大潜力。……