高超聲速飛行器自抗擾姿態(tài)控制研究.pdf

1、高超聲速飛行器是近年來各個航天大國的研究重點，但因其飛行速度高造成了氣動環(huán)境復雜，模型不確定性加大，使得制導控制系統(tǒng)的設(shè)計難度加大。傳統(tǒng)的飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計方法對于高超聲速飛行器已不再適用，必須發(fā)展非線性控制方法。
　　本文參考國內(nèi)外相關(guān)文獻，利用NASA蘭利研究中心的高超聲速飛行器建立了高超聲速飛行器無動力再入模型，并給出了氣動力和氣動力矩模型，在基本參數(shù)確定之后分析了其開環(huán)耦合特性，得出了高超聲速飛行器三個通道之間耦合嚴重，不

2、能夠?qū)θ齻€通道單獨設(shè)計控制器的結(jié)論。在分析多種非線性控制方法之后，確定了采用自抗擾控制技術(shù)設(shè)計姿態(tài)控制器。首先，基于時標分離理論將高超聲速聲速飛行器模型分解為內(nèi)外環(huán)，以便于控制器設(shè)計。利用非線性動態(tài)逆設(shè)計簡單的優(yōu)點，通過自抗擾控制技術(shù)中的跟蹤微分器改善其魯棒性，設(shè)計了基于動態(tài)逆的自抗擾 PID控制器，并進行了仿真分析，通過仿真可以看出設(shè)計的控制器存在一定的缺點。因此，結(jié)合自抗擾控制技術(shù)，采用擴張狀態(tài)觀測器和非線性誤差反饋率設(shè)計了雙閉環(huán)自