大机动飞行的鲁棒自适应控制

周志久 刘 波 孙 勇

北京航天自动控制研究所，北京100854



大机动飞行的鲁棒自适应控制

周志久 刘 波 孙 勇

北京航天自动控制研究所，北京100854

针对飞机大机动飞行时存在的模型气动参数不确定性和外界扰动等影响因素，提出了一种基于反步法的鲁棒自适应滑模控制方法。基于反步的思想，适当选取李亚谱诺夫函数回馈递推得到不确定参数自适应律，并在最后一步结合线性滑模设计滑模控制器。对某飞机六自由度模型的大机动仿真验证了该方法的有效性。

大机动飞行；反步自适应；滑模控制

现代高性能飞机的一个主要特点是机动性和敏捷性，其中一个重要环节是在大机动下对飞机进行控制。在大机动飞行时，气动力和气动力矩均成明显的非线性特性，三轴惯性动力学严重耦合，不能采用常规的线性小扰动方程处理，必须采用非线性控制方法处理耦合的运动方程，才能保证飞行安全。

滑模变结构控制[1]能够实现解耦控制，而且由于滑动模态的存在，使它对外界干扰和参数摄动具有强鲁棒性，已被用于非线性飞行控制系统的设计[2]，但是系统的不确定性要满足匹配条件[1]，而飞机在大机动时不确定性往往是不匹配的。

反步法[3]是20世纪90年代出现的自适应控制方案，是一种由前往后递推的设计方法，以Lyapunov能量函数的收敛性为目标，设计过程中保留了系统中有用的非线性特性，既可以处理匹配不确定性又可以处理非匹配不确定性，且具有良好的过渡过程品质，然而，反步法要求系统确定性满足可参数化表示的假设，且存在“计算膨胀”问题[3]。……