王子瑜，李 君，王海涛，宋敬群

自适应全程滑模变结构在轨迹跟踪上的应用

王子瑜，李 君，王海涛，宋敬群

（北京宇航系统工程研究所，北京，100076）

针对高超声速飞行器（hypersonic reentry vehicle, HRV）轨迹跟踪问题，提出一种自适应全程滑模变结构轨迹跟踪方法。首先，基于最优化理论设计全程滑模面，使系统的轨线一开始便落在切换面上；其次，采用滑模变结构控制与自适应控制相结合的方法，根据辨识结果自动调整控制律，在保证稳定性的同时削弱抖振；最后，采用Lyapunov定理证明系统的稳定性，并在一定的干扰作用下，将所设计的跟踪算法进行数值仿真，通过与二次型调节器（linear quadratic regulator，LQR）跟踪算法进行比较，验证了控制器的有效性。

高超声速飞行器；全程滑模变结构控制；自适应控制；最优化理论

0 引 言

临近空间飞行器具有飞行速度快、飞行空域广、响应时间快的特点，不但突防能力强，而且能够实现快速机动部署，易于适应战场形势变化需要，近年来备受各国关注[1]，但是飞行器的气动特性和大气环境随着飞行状态的变化将发生较大的变化[2]，成为跟踪控制系统设计面临的重要问题。再入制导分为两个部分：纵向标准轨迹的设计和轨迹跟踪。Harpold在阻力加速度-速度平面设计了一个用于航天飞机的跟踪制导律，通过仅调整倾侧角完成了对标准轨迹的跟踪[3]，成为再入制导发展史上的一个里程碑。

为了进一步提高系统的自主、自适应以及鲁棒性，很多学者在轨迹跟踪方面做了大量的研究。……