基于综合识别的高速飞行器在线姿态控制方法

王立祺, 周军, 林鹏

(西北工业大学 精确制导与控制研究所, 陕西 西安 710072)

基于综合识别的高速飞行器在线姿态控制方法

王立祺, 周军, 林鹏

(西北工业大学 精确制导与控制研究所, 陕西 西安 710072)

摘要:针对高速飞行器控制方法中控制模型难以适应大包络飞行和算法中辨识存在收敛性的问题,设计了一种基于综合识别的在线控制方案。首先,由在线直接可测量构成三通道的特征状态量,以特征状态量建立面向控制的特征模型;然后,通过反馈线性化进行通道间的解耦,采用极点配置来进行在线控制参数的实时调节。仿真结果表明,在气动参数拉偏的情况下,三个通道均取得了较好的控制效果,控制器具有快速性和鲁棒性,且易于工程实现。

关键词:高速飞行器; 综合识别; 特征状态量; 在线控制; 反馈线性化

0引言

高速飞行器一般是指飞行马赫数大于5的飞行器。由于其高速度、大包络的飞行特性,因此姿态控制系统面临着变参数、快速响应、强鲁棒性、高效控制等问题[1-3]。在进行其姿态控制系统设计时,如何建立可描述飞行器瞬时动态特性的控制模型,同时又能避免复杂的控制器结构是极具挑战性的工作。

文献[4-5]利用线性变参数方法设计了一种新的增益调度控制系统。通过实时估计系统参数变化,体现系统的时变特性,取得了较好的控制效果。但是随着飞行包线范围的扩大,系统的时变参数范围随之变大,使得原有设计包线内单一的线性变参数控制器不能适应飞行器飞行状态大范围变化的需求,控制性能变得很差，甚至无法求得控制器参数。……