基于伺服机构饱和抑制的模糊滑模控制方法

刘海东 包为民李惠峰

1.北京航空航天大学宇航学院，北京 1001912.空间物理重点实验室, 北京 100076



基于伺服机构饱和抑制的模糊滑模控制方法

刘海东1,2包为民1,2李惠峰1

1.北京航空航天大学宇航学院，北京 1001912.空间物理重点实验室, 北京 100076

以高超声速飞行器为研究对象，设计了一种模糊变增益滑模姿态控制器。在控制器的设计中，应用动态逆方法对控制对象的俯仰、偏航和滚转通道进行解耦处理。通过滑模变结构控制方法保证被控系统的鲁棒特性。为了抑制伺服机构饱和，基于专家控制经验设计了滑模控制器增益模糊控制规则。通过仿真验证，证明了本文设计的控制方法在高超声速飞行器姿态控制和伺服机构饱和抑制两方面的有效性。

高超声速；动态逆；滑模控制；模糊；饱和抑制

高超声速飞行器一般是指飞行马赫数大于5的飞行器，其飞行空域主要为距地面20km～100km的临近空间。在高超声速飞行条件下，飞行器周围流场将呈现高超声速气体流动学特有的特征，即薄激波层、黏性干扰、熵层、高温效应和低密度效应[1]。由于飞行速度快、飞行包线大、飞行环境复杂且难于准确预测，近年来高超声速飞行器控制问题一直是控制领域的研究热点。

高超声速飞行器动力学具有强耦合、强非线性和不确定性等特性，单一控制方法难以在其控制中达到良好效果，因此,研究高超声速飞行器控制问题需要综合运用控制方法开展控制器设计。其中，比较典型的策略是综合应用动态逆和滑模变结构控制的方法[2-3]。……