基于迭代学习干扰观测器的RLV容错控制方法

陈佳晔，王紫扬，陈 益，张 群，张 亮

（1. 北京宇航系统工程研究所，北京 100076）（2. 中山大学航空航天学院，广州 510275）

处于再入段的重复使用运载器（Reusable Launch Vehicle, RLV）从100公里左右空气稀薄的高空，飞至10公里的稠密大气中，外部环境变化大，且速度变化大，在进行运载器再入段控制系统设计时，需要对外界环境带来的干扰以及数学建模过程中带来的不确定性进行充分考虑，同时，由于外界条件恶劣而引发执行机构故障导致对系统的干扰也需进行充分考虑。为了使执行机构故障状态下的控制系统仍能具有较好的稳态性能，精确地实现指令跟踪[1]，容错控制方法成为再入飞行器姿态控制系统所需研究的重点。

容错控制在近些年来一直是广大学者在姿态控制设计相关领域的研究热点，鲁棒控制方法是容错控制算法的一个重要分支，主要包括调度增益[2]、H∞、自适应控制方法[3]、伪逆方法[4]、非线性动态逆控制[5]、基于模型预测的控制方法[6]等。但目前该分支的容错控制方法只能证明其渐进稳定性，而不能保证控制系统的收敛时间。

现代控制方法中，变结构控制方法（也叫滑模控制方法）具有控制精度高，对扰动变化不灵敏，容错性强等特点，同时通过对其形式的设计保证收敛时间。文献[7]通过将滑模控制及自适应控制相结合的方法，取得了较好的控制效果；文献[8]中将滑模方法与非线性干扰观测器相结合，保证再入空间飞行器在系统中存在类反斜线回滞特性的干扰时，具有较好的跟踪效果。……