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 飛行器控制一體化技術重點實驗室，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 飛行器控制一體化技術重點實驗室，北京 100191)

針對高超聲速攔截彈姿態控制問題，提出了基于非線性擴張狀態觀測器(NESO)的解耦控制方法。根據Tornambe的分散魯棒控制理論，把耦合項和不確定性視為廣義不確定項，構造基于NESO的估計和補償信號并加入到閉環控制律中。理論推導證明了該方法可以保證閉環系統跟蹤誤差一致有界。在高超聲速攔截彈模型上進行了仿真驗證，并與傳統的分通道反饋控制方法進行對比，結果表明所設計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用價值，越來越受到世界各國的廣泛關注。這類飛行器速度極快，長期飛行在臨近空間，并且飛行彈道復雜，導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行攔截。高超聲速攔截彈是一類升力體構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設計提出了很高的要求。為了保證在臨近空間內滑翔飛行，這類飛行器要保持較大的攻角以提供足夠的升力，同時側滑角要盡量保持為零，以避免局部的氣熱效應對機體的影響。……