基于滑模干扰观测器的反演终端滑模飞行控制

王坚浩, 胡剑波, 张 亮, 张鹏涛, 宋 敏

(1. 空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 陕西 西安 710051;2. 空军工程大学空管领航学院, 陕西 西安 710051)

0 引 言

近年来,将滑模控制[1-2]和反演设计[3-5]两种非线性控制方法相结合的滑模反演控制方法受到了大量学者的关注[6-11],并在电力系统控制[12-14]、导弹制导控制一体化设计[15-16]、航空航天飞行控制[17-19]等领域得到了广泛应用。文献[16]针对制导控制一体化控制律设计问题,提出了一种滑模反演控制方法,通过设计自适应误差滑模面克服了模糊自适应系统逼近误差和不确定干扰,但由于滑模控制是基于不确定性的上界设计的,因此要求不确定干扰上界已知或采用自适应律对上界进行估计,然而不确定性上界已知条件往往因先验知识缺乏难以满足,而自适应项的引入容易引起抖振;文献[17]采用自适应策略在线估计模型的不确定干扰,将自适应滑模反演控制方法应用于航天飞行器姿态控制;文献[18]采用反演滑模控制方法对超低空重装空投的控制问题进行研究,在每一步递推设计过程中均采用滑模控制方法设计虚拟控制律,为了减弱抖振,采取边界层内的正则化方法,仅能保证每一步跟踪误差收敛至指定的跟踪误差带内,多步递推后容易造成较大的累计误差。文献[16-18]基于线性滑模设计滑模面,因此系统所有状态只能趋近平衡点;此外,在系统设计过程中也并未考虑传统反演控制存在的“计算膨胀”问题,因此控制律包含虚拟控制的导数使得控制器实现较为复杂。……