基于自抗扰控制的高超声速飞行器再入制导律

邵星灵，刘 俊，李东光

（1.中北大学仪器与电子学院，太原 030051；2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原 030051；3.中北大学机电工程学院，太原 030051）

1 引 言

近空间（也称临近空间）处于传统的空天之间，指的是高于常规航空器飞行范围并且低于轨道飞行器运行空间的空域，国际上将20～100 km的空域定义为近空间。近空间具有特殊的战略位置，上可威胁卫星等天基平台、下可攻击航空器等空基平台甚至地面目标，是未来战争中空天一体化作战的重要战略领域，并将对未来的作战思维产生重大而深远的影响[1-2]。

近空间高超声速飞行器是21世纪空天一体化技术飞速发展产生的新的战略制高点。由于飞行高度的优势，可避免目前绝大多数的地面攻击，生存力大大提高；由于飞行速度的巨大优势，可从本土出发在2 h内攻击全球任何目标而不需要海外基地；由于具备高超声速大范围机动能力，可轻易突破弹道导弹防御系统的拦截，突防能力大大提高。作为21世纪航空航天领域最受关注的研究方向，临近空间高超声速飞行器已逐渐成为各军事大国为争夺未来制空天权而竞相发展的热点。20世纪90年代以来，美国、俄罗斯、法国、德国、印度和澳大利亚等国陆续取得了高超声速飞行技术上的重大突破和重要进展，特别是美国已进行了多次相关飞行实验。

再入制导本质上是一个控制变量较少且约束强（包括过程和终端约束），但被控状态多（高度、速度、航程、横程等）的欠驱动时域优化问题，其主要任务是通过设计再入制导律实现纵向、横侧向的制导任务需求，确保再入过程的安全性和稳定性，同时为姿态控制系统提供标称制导指令。……