关英姿 朱 凯

1. 哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨 150001 2. 北京空天技术研究所，北京 100074

输入受限高超声速飞行器指数收敛状态反馈控制

关英姿1朱 凯2

1. 哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨 150001 2. 北京空天技术研究所，北京 100074

对具有不确定性的高超声速飞行器在输入受限情况下的稳定控制问题，基于线性矩阵不等式(LMI)技术提出了一种具有指数收敛速率的控制器设计方法。将飞行器模型中的不确定性视为总和扰动，针对存在不确定性的输入受限系统给出了一种具有指数收敛速度的不变集条件，并利用LMI技术将控制器的设计问题转化为受限系统吸引域的最优化问题。仿真结果表明，在气动参数摄动和控制量存在饱和的情况下，本文设计的指数收敛控制器具有良好的动态特性和鲁棒性。 关键词 高超声速飞行器；输入受限；不确定性；线性矩阵不等式；指数收敛

高超声速飞行器跨大马赫数、大空域飞行，其气动参数存在较大不确定性，且外界力、热环境较为严酷。因此,在对高超声速飞行器建模过程中不可避免地要考虑不确定性的影响。同时，高超声速飞行器飞行环境复杂，突风干扰会引起气动攻角的瞬态变化，进而造成明显的气动力矩变化，并且在超燃冲压发动机点火、级间分离等时刻，飞行器可能需要承受较为明显的外部扰动。这些瞬时力矩变化容易引起执行机构饱和，使控制系统不能实现预期的反馈控制，导致控制系统的动态性能降低，甚至会破坏控制系统的稳定性。……