再入飛行器多約束姿態控制律設計

李憲強，周 軍

(西北工業大學 精確制導與控制研究所，西安 710072)

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再入飛行器多約束姿態控制律設計

李憲強，周 軍

(西北工業大學 精確制導與控制研究所，西安 710072)

針對存在干擾、輸入約束和狀態約束的再入飛行器，提出了一種面向控制性能的三環控制方案。該控制方案的具體結構是內環中設計了一種自適應滑模控制方法，以保證系統能夠有效跟蹤在線規劃的最優參考模型；外環在考慮系統不確定性，且不違反控制約束和狀態約束的前提下，利用在線優化算法，設計一種動態性能最優的參考模型；中環設計了一種干擾邊界估計算法，以對外環在線規劃最優參考模型時提供輔助手段。經過仿真驗證，所提出的三環控制方案不僅能夠保證系統具有很好的穩態性能，而且能夠保證系統具有快速收斂的動態性能。

再入飛行器；控制約束；控制性能；參考模型

0 引言

目前在控制系統設計中，不僅要求控制系統具有良好的穩態特性，而且對系統動態特性的要求越來越高。但實際系統常存在著輸入約束和狀態約束，而且還存在著干擾特性和未建模動態。對于此問題，目前絕大多數文獻都是在關注穩態特性的前提下，兼顧動態特性。因此，對系統動態特性重視不足，進而使得系統的動態特性有待進一步提升。例如，為了使得系統具有更好的穩態特性，常采用高增益控制[1]、魯棒控制[2，3]、自適應控制[4]或者變結構控制[5～7]等方法。這些方法確實具有很好的抗干擾特性，但當狀態和控制輸入存在約束，且初始偏差較大時，為了保證系統滿足約束，參數的選取往往具有保守性。……