主動段姿態(tài)控制參數(shù)與穩(wěn)定裕度映射關(guān)系研究

吳建武 吳 浩 張惠平

北京航天自動控制研究所，北京 100854

0 引言

穩(wěn)定裕度[1]，包括幅值裕度和相位裕度，是度量控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，在工程應(yīng)用上具有重要的指導(dǎo)意義。關(guān)于各類控制系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的研究，特別是穩(wěn)定裕度的計算[2-4]與在線辨識[5-7]方法，一直是控制理論研究中的一個重要內(nèi)容。

穩(wěn)定裕度同樣也是各類導(dǎo)彈(火箭)姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計過程中的重要指標(biāo)。當(dāng)導(dǎo)彈(火箭)飛行狀態(tài)和預(yù)設(shè)值發(fā)生偏離時，姿態(tài)控制系統(tǒng)穩(wěn)定裕度將不可避免地與設(shè)計結(jié)果存在偏差，甚至超出穩(wěn)定要求，嚴(yán)重時將導(dǎo)致飛行失利。針對這一情況，眾多學(xué)者提出了提高姿態(tài)控制系統(tǒng)對偏差適應(yīng)能力的方案，這包括從模型著手，如通過辨識風(fēng)場建立更為精確的被控對象模型的方案[8]，以及從控制器著手，如通過魯棒動態(tài)逆[9]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容錯控制[10]、自適應(yīng)控制[11]、智能控制[12]等的方案。

研究在線辨識姿態(tài)控制系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的方法，并基于穩(wěn)定裕度辨識結(jié)果在線調(diào)整控制參數(shù)，使穩(wěn)定裕度重新“回到”穩(wěn)定要求范圍之內(nèi)則是一種最為直接的方案。建立控制參數(shù)與穩(wěn)定裕度之間的映射關(guān)系，是實現(xiàn)在線調(diào)整姿態(tài)控制系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的基礎(chǔ)。

鑒于控制參數(shù)與穩(wěn)定裕度之間的映射關(guān)系的重要性，本文將針對固體導(dǎo)彈(火箭)主動段姿態(tài)控制系統(tǒng)，研究基于解析方式建立控制參數(shù)與幅值(相位)裕度映射公式的方法，并利用數(shù)學(xué)仿真對映射公式的有效性進(jìn)行驗證。……