王宇航 王晓东 张惠平 刘孟语

北京航天自动控制研究所，北京100854



基于μ综合的高超声速飞行器控制律设计

王宇航 王晓东 张惠平 刘孟语

北京航天自动控制研究所，北京100854

针对高超声速飞行器再入过程中飞行包线大，参数不确定性强等特点，设计一种利用不确定系统建模和μ综合控制的鲁棒姿态控制器。首先，考虑飞行器的参数不确定性，建立系统线性分式变换(LFT)模型。随后，考虑建模结构不确定性及测量噪声等的影响，建立用于μ综合控制的互联结构。最后，分别设计H∞控制器和μ综合控制器，结合频域μ分析方法对系统鲁棒性和动态性能作了对比分析，结果表明该方法可以很好地跟踪指令，具有较强的鲁棒稳定性。

高超声速飞行器；μ综合控制；结构不确定性；线性分式变换

RLV高超声速飞行器再入过程中，飞行高度和马赫数跨度范围大，气动参数变化剧烈，由此带来较大的不确定性。传统控制系统设计通常基于物理模型，未能充分将参数的不确定性考虑到控制建模过程中，系统的鲁棒性难以保证。

鲁棒控制方法充分考虑系统在受扰情况下的鲁棒性能，在处理解决模型不确定问题和鲁棒控制问题中获得了成功的应用。常用的鲁棒控制方法包括H∞方法和μ综合方法[1-2]。其中，H∞控制可有效处理非结构不确定性问题，对于结构不确定性问题，则可能带来较大的保守性。μ综合控制方法可较好地解决H∞方法存在的保守性，并在干扰情况下保持较好的控制性能。……