虞棐雄 王永超 曹立佳 张胜修 扈晓翔

火箭军工程大学，西安 710025

基于误差逼近器的巡航飞行器反步控制*

虞棐雄 王永超 曹立佳 张胜修 扈晓翔

火箭军工程大学，西安 710025

针对巡航飞行器在飞行过程中系统特征及各项参数时变、对控制系统强非线性的情况，设计了一种以反步法为基础的误差逼近鲁棒非线性系统。首先，对巡航飞行器建立6-DOF非线性模型，根据反馈线性理论，将系统转化为含有误差项的严格反馈MIMO系统。其次，利用Backstepping设计控制律和误差逼近律，在虚拟控制律设计中引入动态面法来避免多重微分运算，以解决“项数膨胀”问题。最后，运用Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统有界且跟踪误差指数收敛于零的一个邻域内。通过飞行器飞行仿真，结果表明控制器在外界未知干扰下具有很强的稳定性和鲁棒性。

误差逼近器；MIMO系统；反步法；动态面；巡航飞行器

远程巡航飞行器是一个复杂的动力学系统。由于飞行距离远、飞行环境复杂，在飞行过程中飞行器的系统特性会发生变化。作用在飞行器上的空气动力与飞行器几何形状、飞行状态参数乃至飞行环境都呈现非常复杂的非线性关系。近年来，针对远程巡航飞行器这样的强非线性系统的控制问题有了一系列研究成果，例如动态逆[1]、反步法(Backstepping)[2]等直接面向非线性系统进行设计的非线性控制技术被广泛应用到飞行器控制方法的研究中。尤其是基于Lyapunov稳定性理论的反步法控制技术，因其具有快速收敛性和良好的鲁棒性，在飞行器控制系统中得到越来越多的应用。……