针对倾斜转弯(Bank-to-turn,BTT)飞行器俯冲段制导与控制系统设计中存在的强耦合、强非线性问题,研究考虑通道耦合因素的制导与控制一体化设计方法。首先建立了考虑控制通道间耦合因素的三维制导与控制一体化设计模型,在模型中引入不确...针对倾斜转弯(Bank-to-turn,BTT)飞行器俯冲段制导与控制系统设计中存在的强耦合、强非线性问题,研究考虑通道耦合因素的制导与控制一体化设计方法。首先建立了考虑控制通道间耦合因素的三维制导与控制一体化设计模型,在模型中引入不确定性因素,采用连续非光滑控制理论对三维块系统设计非光滑扩张状态观测器(Non-smooth extended state observer,NESO)进行观测补偿,然后结合反步法与块动态逆方法设计可以保证有限时间收敛的制导与控制一体化算法,并严格证明了带有扩张状态观测器的级联系统是全局有限时间稳定的。提出的方法适应强耦合BTT飞行器存在扰动情况下的快时变控制需求,通过仿真校验该方法可行、有效。展开更多
采用高阶滑模控制方法(HOSM,high order sliding mode),对反临近空间高超声速飞行器的拦截弹进行制导控制一体化设计。首先,给出了拦截弹的制导控制一体化模型,并利用高阶滑模控制系统的特点,人为地将系统的相对阶提高一阶,并对升阶后...采用高阶滑模控制方法(HOSM,high order sliding mode),对反临近空间高超声速飞行器的拦截弹进行制导控制一体化设计。首先,给出了拦截弹的制导控制一体化模型,并利用高阶滑模控制系统的特点,人为地将系统的相对阶提高一阶,并对升阶后的增广系统进行准连续高阶滑模控制器设计,之后再由虚拟控制积分得到实际控制指令。这种基于高阶滑模虚拟控制的方法可以有效减小抖振,并且不引入符号函数近似函数,从理论上完整地保留了滑模控制器的鲁棒性。在进行高阶滑模控制器设计时,通过引入任意阶精确鲁棒微分器(AORED,arbitrary order robust exact differentiator)对滑模面的高阶量进行估计,实际使用效果良好。最后,在3种典型的目标机动情境下,将所设计的一体化方法与传统的"制导律+过载驾驶仪"方法进行仿真比较,仿真结果表明,一体化方法不仅具有更小的脱靶量,而且过载指令收敛迅速,能够以更小的过载消耗实现对目标的拦截。展开更多
文摘针对倾斜转弯(Bank-to-turn,BTT)飞行器俯冲段制导与控制系统设计中存在的强耦合、强非线性问题,研究考虑通道耦合因素的制导与控制一体化设计方法。首先建立了考虑控制通道间耦合因素的三维制导与控制一体化设计模型,在模型中引入不确定性因素,采用连续非光滑控制理论对三维块系统设计非光滑扩张状态观测器(Non-smooth extended state observer,NESO)进行观测补偿,然后结合反步法与块动态逆方法设计可以保证有限时间收敛的制导与控制一体化算法,并严格证明了带有扩张状态观测器的级联系统是全局有限时间稳定的。提出的方法适应强耦合BTT飞行器存在扰动情况下的快时变控制需求,通过仿真校验该方法可行、有效。
文摘采用高阶滑模控制方法(HOSM,high order sliding mode),对反临近空间高超声速飞行器的拦截弹进行制导控制一体化设计。首先,给出了拦截弹的制导控制一体化模型,并利用高阶滑模控制系统的特点,人为地将系统的相对阶提高一阶,并对升阶后的增广系统进行准连续高阶滑模控制器设计,之后再由虚拟控制积分得到实际控制指令。这种基于高阶滑模虚拟控制的方法可以有效减小抖振,并且不引入符号函数近似函数,从理论上完整地保留了滑模控制器的鲁棒性。在进行高阶滑模控制器设计时,通过引入任意阶精确鲁棒微分器(AORED,arbitrary order robust exact differentiator)对滑模面的高阶量进行估计,实际使用效果良好。最后,在3种典型的目标机动情境下,将所设计的一体化方法与传统的"制导律+过载驾驶仪"方法进行仿真比较,仿真结果表明,一体化方法不仅具有更小的脱靶量,而且过载指令收敛迅速,能够以更小的过载消耗实现对目标的拦截。
