王洁，谭诗利，王鹏飞，徐啟云

（空军工程大学，西安710051）

基于MATD的高超声速飞行器反演控制*

王洁，谭诗利，王鹏飞，徐啟云

（空军工程大学，西安710051）

针对高超声速飞行器弹性体模型，提出了一种基于改进的反正切跟踪微分器（MATD）的鲁棒反演控制器。将控制系统分为高度和速度子系统，采用反演方法设计虚拟控制量和实际控制量。引入MATD对高阶系统虚拟控制量求导，避免了传统反演方法“微分膨胀”的问题。基于MATD设计干扰观测器，对模型不确定项进行精确估计，增强了控制器的鲁棒性。最后，通过实例仿真验证，该控制器对速度和高度指令具有很好的跟踪效果，且具有较强的鲁棒性。

高超声速飞行器，反演控制，反正切跟踪微分器，干扰观测器

0 引言

高超声速飞行器以其重要的民用和军事价值，已经成为世界各国在航空航天领域的重点研究对象。飞行器在临近空间飞行，飞行环境复杂且有阵风等干扰，使得模型的不确定性增加。采用轻质材料结构使得弹性振动显著，加之热弹性效应，控制器设计时必须考虑干扰抑制问题。为保证飞行器在大包络、高速机动下能稳定精确地跟踪控制指令，所设计的控制器必须具备强鲁棒性。飞行速度快、飞行环境复杂且高度一体化的结构外形设计使实现稳定、精确的控制成为各国面临的共同难题［1］。

已有的研究大多是基于Winged-Cone模型［2］开展的，未考虑飞行器的结构振动，这样虽然在一定程度上简化了控制器设计，但对于将理论设计的控制器推向工程应用有一定难度，可靠性无法保证。……