基于魯棒滑模觀測(cè)器的高超聲速飛行器雙環(huán)滑模控制①

宋 超，趙國(guó)榮，陳 潔

(海軍航空工程學(xué)院控制工程系，煙臺(tái) 264001)

基于魯棒滑模觀測(cè)器的高超聲速飛行器雙環(huán)滑模控制①

宋 超，趙國(guó)榮，陳 潔

(海軍航空工程學(xué)院控制工程系，煙臺(tái) 264001)

針對(duì)高超聲速飛行器非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中存在的高度非線性、多變量耦合及參數(shù)不確定等問題，設(shè)計(jì)了一種基于魯棒滑模觀測(cè)器的雙環(huán)滑模控制方法。該方法首先利用設(shè)計(jì)的魯棒滑模觀測(cè)器在線估計(jì)系統(tǒng)的不確定性及未知干擾，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)滑模變結(jié)構(gòu)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不確定性的抑制控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)制導(dǎo)指令的魯棒輸出跟蹤。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法能較理想地估計(jì)干擾，保證系統(tǒng)良好的魯棒性。

高超聲速飛行器;不確定性;滑模觀測(cè)器;滑模控制

0 引言

近年來(lái)，高超聲速飛行器作為導(dǎo)彈突防及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精確打擊的新途徑成為研究熱點(diǎn)［1］。高超聲速飛行器由于飛行環(huán)境大范圍變化，機(jī)身的彈性變形、氣動(dòng)參數(shù)變化和外界干擾都不可避免，致使所建立的飛行器動(dòng)力學(xué)模型存在高度非線性、強(qiáng)耦合及不確定性，且表現(xiàn)為非匹配的不確定性［2］。而且機(jī)體/發(fā)動(dòng)機(jī)一體化技術(shù)使得高超聲速飛行器彈性機(jī)體、推進(jìn)系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)之間的耦合更強(qiáng)，模型的非線性度也更高，而飛行器飛行過(guò)程中各種復(fù)雜的力學(xué)過(guò)程不可能完全精確考慮在用于控制設(shè)計(jì)的飛行器控制模型中，且飛行過(guò)程往往又會(huì)受到各種事先無(wú)法完全預(yù)知的擾動(dòng)［3-4］。因此，如何在系統(tǒng)存在不確定性及未知干擾條件下，保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定跟蹤控制尤為重要。……