考虑指定性能的有限时间制导控制一体化设计

宋海涛 王仕成 姚二亮

摘 要：针对拦截弹控制通道耦合的制导控制一体化问题， 提出基于有限时间观测器和指定性能控制的设计方法。 该方法利用有限时间观测器处理系统不确定性， 对其进行精确快速估计， 提高系統实时性。 然后， 基于指定性能控制思想， 采用动态面控制的设计步骤， 确保实现非匹配级联系统的指定性能控制目标。 通过分析算法的稳定性， 获得控制器的参数取值范围。 最后， 利用仿真实例进行验证， 所设计的方法对来袭目标实现准确有效拦截， 并确保拦截过程的指定性能要求。

关键词：     拦截弹; 制导控制一体化; 指定性能; 有限时间观测器; 不确定性

中图分类号：     TJ765; V448   文献标识码：    A  文章编号：     1673-5048（2021）06-0028-06

0 引  言

制导控制一体化（Integrated Guidance and Control，  IGC）是飞行器飞行控制技术发展的一个新趋势， 为应对新型突防技术的挑战提供了强有力的技术支撑[1]。 该技术将制导子系统与姿控子系统看作一个整体， 提高两部分的协调匹配程度， 从而提升飞行器的控制品质[2]。 相比传统的制导控制技术， 制导控制一体化具有以下优点： （1）从功能上， 直接实现目标截获， 结构简单; （2）从本质上， 制导控制一体化将飞行器动力学融入制导设计， 解决了传统分离设计的频率界限要求; （3）从控制器设计上， 单个闭环的设计要比传统双闭环的设计更方便。 因此， 制导控制一体化代表着飞行器飞行控制技术的发展趋势。

当前， 对制导控制一体化的研究， 已经由问题描述阶段过渡到控制器设计及应用研究阶段， 主要集中在研究制导控制一体化的鲁棒性、 精确性、 快速性、 约束条件等方面。……