新型高超声速飞行器耦合姿态控制系统设计

郭宗易，周 军，郭建国

(西北工业大学精确制导与控制研究所，西安710072)

新型高超声速飞行器耦合姿态控制系统设计

郭宗易，周 军，郭建国

(西北工业大学精确制导与控制研究所，西安710072)

针对具有强耦合和强不确定性特点的高超声速飞行器控制问题，提出一种考虑耦合特性的新型鲁棒姿态控制律。首先，建立高超声速飞行器的姿态动力学方程，并基于反步法思想转化为误差动态模型；然后结合干扰观测器提出基于耦合特性的飞行器鲁棒控制方法，并设计滑模补偿项保证姿态角渐近收敛到跟踪指令；最后基于绝对误差积分(IAE)指标从理论上证明本文方法相对于未考虑耦合特性的方法具有更好的动态性能。本文提出的控制方法不仅保证系统渐近稳定性和强鲁棒性，而且将耦合特性考虑进控制器设计中，进而提升了系统的动态性能。数值仿真考虑气动参数拉偏以及实际的执行机构幅值和速率限制，仿真结果校验了本文控制系统设计的有效性。

高超声速飞行器；耦合特性；干扰观测器；滑模补偿项；绝对误差积分(IAE)

0 引 言

高超声速飞行器以其快速响应能力、高突防能力和军事战略意义成为近些年各国的研究热点[1]。高超声速飞行器的高速、高空域飞行特点，导致其存在强不确定性、强非线性和强耦合等控制难题，尤其耦合问题目前仍是亟待研究和解决的关键。

解决耦合问题的思路之一是进行解耦控制。由于飞行器模型……