基于通用擴張狀態觀測器的魯棒飛行控制方法*

張銀輝，楊華波，江振宇，張為華

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙　410073)

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基于通用擴張狀態觀測器的魯棒飛行控制方法*

張銀輝，楊華波，江振宇，張為華

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙410073)

摘要：針對參數不確定、外界干擾與測量噪聲情況下飛行控制問題，提出一種基于通用擴張狀態觀測器的魯棒飛行控制方法。基于狀態相關的Riccati方程控制方法對飛行器俯仰通道非線性模型進行擴展線性化；引入基于通用擴張狀態觀測器的控制方法，設計干擾補償增益，實現對外界干擾的估計與補償；通過在線解算狀態相關矩陣及代數黎卡提方程，得出狀態反饋增益與干擾補償增益，實現對飛行器期望攻角的跟蹤控制。與已有方法對比表明，所提方法不僅對系統模型不確定性與外界干擾具有較強的魯棒性，而且在較大測量噪聲情況下，其依然能夠保證良好的跟蹤控制效果，具有較強的工程應用價值。

關鍵詞：通用擴張狀態觀測器；狀態相關的Riccati方程；魯棒飛行控制

飛行控制系統作為飛行器的重要分系統之一，具有穩定飛行姿態、跟蹤制導指令的作用。然而氣動參數的不確定性，系統模型的未建模動態特性，結構安裝誤差、大氣擾動等外界干擾的影響，使得其動力學模型具有較大不確定性、與外界干擾的強耦合非線性特性，因此對飛行控制系統的魯棒性提出更高要求。

為確保飛行控制系統的魯棒性，首先需要解決系統不確定性與非線性問題。……