大跨域条件下的自适应滚转稳定容错控制方法

王雨辰，林德福，王伟，*，纪毅

1. 北京理工大学 宇航学院，北京 100081 2. 无人机自主控制技术北京重点实验室，北京 100081

弹体滚转引起的初始偏差角度影响弹药加速度指令的响应速度，弹药制导精度，甚至引起脱靶。当弹药执行大跨域飞行任务时，其飞行包络显著增大, 飞行速度、动压、攻角等实时大范围波动，气动扰动参数高频抖振，对弹药滚转通道的稳定性造成恶劣影响[1,2]。传统的滚转稳定控制设计基于经典控制理论，忽略模型中非线性项和不确定项，设计快速响应的滚转通道自动驾驶仪。Arrow和Williams[3]忽略系统的交叉耦合，针对滚转通道的线性模型设计了一种含有协调支路的自动驾驶仪。Kovach等[4]忽略三通道间的耦合，利用频率法和根轨迹法设计三通道自动驾驶仪，设计的驾驶仪响应迅速，能够快速跟踪控制指令。然而，采用古典控制方法需要进行大量的增益调度以克服气动参数的大幅度变化，控制方法繁琐，控制效率较低，难以适应大跨域环境。因此，亟需设计具有强鲁棒性的滚转通道控制方法。

随着控制理论的发展，现代控制方法逐渐被应用在自动驾驶仪的设计中[5]，Williams和Friedland[6]提出了一种基于状态空间技术的线性二次高斯(LGQ)法，将滚转通道解耦到一个独立子系统，并在一定工作区间对模型进行线性化，完成自动驾驶仪的设计。彭博等[7]针对滚转弹耦合和传统增益调度设计中的缺陷，设计了一种基于BP神经网络的自适应调度算法，增强解耦效果，解决滚转弹药大空域飞行中的控制参数调度问题。……