防空导弹侧向通道过载变结构控制设计及仿真

针对以大攻角飞行防空导弹三通道间严重的交叉耦合和气动参数剧烈的非线性变化,将三通道间的耦合等效为单通道的等效舵偏干扰,气动参数的非线性变化等效为标称参数的摄动,设计了一种变结构控制器,并以最大静不稳定点为弹道特征点进行了仿真。结果表明:该控制器具较高的稳态精度,能抑制一定的干扰和气动参数摄动。

鲁棒控制在某型无人机航迹跟踪中的应用

针对无人机航迹控制中气动参数摄动问题,提出了一种抗气动参数摄动的鲁棒控制策略及其在某型无人机三维空间航迹跟踪控制中的应用。分析了传统控制方法在复杂条件下存在的气动参数误差的影响,给出了含有误差项的运动学模型,根据Lyapunuov稳定性理论,设计了含有参数摄动上限项的控制律,使系统对参数摄动不敏感。设定了较大的气动参数组合偏差对该方法进行了验证,结果表明,航迹跟踪控制算法中引入气动参数摄动抑制环节,可以保证控制的精度。

基于扩张状态观测器的姿态驾驶仪设计

在导弹飞行过程中,导弹姿态自动驾驶仪主要用于对弹体姿态进行实时控制。姿态驾驶仪结构简单,响应速度较慢,在一般情况下响应速度远低于过载驾驶仪[1]。文中提出了一种基于扩张状态观测器的姿态驾驶仪设计方法,通过扩张状态观测器的引入,可以对弹体稳定力矩和弹体气动参数摄动进行实时补偿,在提高姿态驾驶仪响应速度的同时,也在一定程度上降低了气动参数摄动对驾驶仪指标的影响,在工程实践中具有更好的可操作性。

基于时延的高超声速飞行器终端滑模控制

针对吸气式高超声速飞行器(AHV)再入过程中的复杂非线性、动力学模型通道间存在的强耦合及气动力系数和气动力矩系数摄动,提出了一种结合时延补偿控制与终端滑模控制的姿态控制方法.首先,以AHV再入飞行姿态动力学模型为基础,考虑气动参数摄动产生的模型不确定性,建立了面向控制算法设计的AHV再入飞行数学模型;然后,基于多时间尺度理论将该数学模型分解为双环子系统;为两个子系统分别设计时延补偿改进终端滑模控制算法,用来完成AHV的再入姿态控制;在改进终端滑模控制的基础上,采用工程上易于实现的时延补偿控制对模型不确定性进行精确估计,并基于李雅普诺夫理论证明了姿态角和姿态角速度的跟踪误差在有限时间内收敛到零.本算法设计简单,无须补偿项部分已知且易于工程实现.仿真结果表明所设计的基于时延补偿的改进控制算法具有调整时间短(1 s以内)、超调量小和良好的跟踪精度等优点.