基于鲁棒动态逆的高超声速滑翔飞行器动态面姿态控制

刘晓东 黄万伟 禹春梅,3 孙 勇

1.北京航天自动控制研究所, 北京 100854 2.宇航智能控制技术国防科技重点实验室, 北京 100854 3.国防科技大学, 长沙 410072



基于鲁棒动态逆的高超声速滑翔飞行器动态面姿态控制

刘晓东1,2黄万伟1,2禹春梅1,2,3孙 勇1

1.北京航天自动控制研究所, 北京 100854 2.宇航智能控制技术国防科技重点实验室, 北京 100854 3.国防科技大学, 长沙 410072

针对高超声速滑翔飞行器参数变化快、不确定性高、通道耦合强的特点，研究了一种姿态控制的非线性设计方法。根据无动力飞行姿态运动模型，建立了可面向姿态控制的非线性设计模型。提出了一种具有鲁棒性能的动态逆控制方案，并通过动态面控制方法，将其应用于滑翔飞行器的姿态控制中。仿真结果表明，相比基于传统动态逆的控制方案，所提出的方案可以保证滑翔飞行器快速、精确地跟踪指令，并且具备针对系统不确定性的强鲁棒性能。

高超飞行器；滑翔飞行器；姿态控制；动态逆控制； 动态面控制

高超声速滑翔飞行器采用高升阻比气动布局，具有快速反应、突防能力强和大机动作战的性能优势，已成为实现远程快速精确打击和力量投送的新型飞行器[1]。与一般的飞行器相比，高超声速滑翔飞行器的参数变化快、不确定性高、通道耦合强，传统的线性控制方法很难满足其姿态控制系统的需求，甚至会导致飞行任务的失败[2]。因此，探索具有强鲁棒性能的非线性姿态控制方法是非常有必要的。

在面对多输入多输出非线性系统的控制问题时，利用非线性动态逆方法[3]可以大大简化设计过程。……