高超声速飞行器大包线切换LPV控制方法

张增辉， 杨凌宇， 申功璋

北京航空航天大学 飞行器控制一体化技术重点实验室， 北京 100191

高超声速飞行器大包线切换LPV控制方法

张增辉， 杨凌宇， 申功璋*

北京航空航天大学 飞行器控制一体化技术重点实验室， 北京 100191

高超声速飞行器飞行包线和参数变化范围大，气动参数存在较强不确定性，要求控制器能够适应大的飞行包线并具有较好的鲁棒性。针对上述问题，提出一种基于间隙度量的大包线滞后切换线性变参数(LPV)控制方法。依照时变参数将设计包线划分为若干子区域，将多胞理论和间隙度量引入控制器求解，提出了基于最优间隙度量的LPV控制方法，并利用此方法独立设计各子区域的LPV控制器,以改善控制器控制性能和鲁棒性能；利用基于重叠区域的滞后切换策略实现大包线内各子区域控制器的切换，以抑制切换面附近控制器的切换抖动，并证明了切换闭环系统的稳定性；最后以某型高超声速飞行器为对象设计了大包线滞后切换LPV控制器。仿真结果表明该方法可实现控制指令的精确跟踪，提高设计包线内LPV控制器的控制性能和鲁棒性能，并能保证切换系统的稳定性。

线性变参数控制； 切换系统； 高超声速飞行器； 大包线； 间隙度量； 滞后切换

高超声速飞行器飞行包线范围大，气动特性和飞行动力学特性变化剧烈，参数存在较强的不确定性，因此对飞行控制系统有着很高的要求，其控制系统必须能够适应较大参数变化范围并具有较好的鲁棒性[1-4]。……