基于NESO的高超聲速攔截彈解耦控制研究

白 辰，熊子豪，任 章

(北京航空航天大學(xué) 飛行器控制一體化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191)

基于NESO的高超聲速攔截彈解耦控制研究

白 辰，熊子豪，任 章

(北京航空航天大學(xué) 飛行器控制一體化技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191)

針對高超聲速攔截彈姿態(tài)控制問題，提出了基于非線性擴(kuò)張狀態(tài)觀測器(NESO)的解耦控制方法。根據(jù)Tornambe的分散魯棒控制理論，把耦合項(xiàng)和不確定性視為廣義不確定項(xiàng)，構(gòu)造基于NESO的估計(jì)和補(bǔ)償信號并加入到閉環(huán)控制律中。理論推導(dǎo)證明了該方法可以保證閉環(huán)系統(tǒng)跟蹤誤差一致有界。在高超聲速攔截彈模型上進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并與傳統(tǒng)的分通道反饋控制方法進(jìn)行對比，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)解耦控制方法得到了更好的控制效果，在較大程度上消除了通道耦合和不確定性的影響。

高超聲速攔截彈；解耦控制；NESO；不確定性

0 引言

高超聲速飛行器由于其極大的軍事應(yīng)用價(jià)值，越來越受到世界各國的廣泛關(guān)注。這類飛行器速度極快，長期飛行在臨近空間，并且飛行彈道復(fù)雜，導(dǎo)致了對其攔截非常困難。目前比較可行的方案是采用“助推+滑翔”方式的高超聲速攔截彈進(jìn)行攔截。高超聲速攔截彈是一類升力體構(gòu)型的面對稱高超聲速飛行器，其特殊的飛行模式給控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了很高的要求。為了保證在臨近空間內(nèi)滑翔飛行，這類飛行器要保持較大的攻角以提供足夠的升力，同時(shí)側(cè)滑角要盡量保持為零，以避免局部的氣熱效應(yīng)對機(jī)體的影響。……