可重复使用飞行器的保性能姿态跟踪控制方法

作     者：罗世彬 吴瑕 魏才盛 LUO Shibin;WU Xia;WEI Caisheng

作者机构：中南大学自动化学院长沙410083 中南大学航空航天学院长沙410083 

基　　金：国家自然科学基金(11272349,62003371) 湖南省自然科学基金(2020JJ5684) 航天飞行动力学技术重点实验室开放基金(6142210200303) 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2021年第42卷第11期

页      码：408-419页

摘      要：针对可重复使用飞行器再入姿态跟踪控制问题,在考虑执行器饱和、气动参数摄动和外部扰动的情况下,提出了一种保性能姿态跟踪控制方案。通过构造预设性能函数,使姿态跟踪误差在预先设置的包络内演化,保证了系统的瞬态和稳态性能;其次,借助于高增益扩张状态观测器解决了气动参数摄动和外部扰动的问题;之后,基于反步控制框架,设计了一种低复杂度的输出反馈扰动补偿控制方法,保证跟踪误差的收敛性。与已有方法相比,所设计的方法不包含一些复杂的非线性动力学近似技术,如神经网络等,降低了参数调节的复杂性,且无需对虚拟控制律重复微分,避免了"微分爆炸"问题。同时,Lyapunov稳定性分析表明,该方法能够保证误差变量的预期收敛以及其他闭环系统信号的有界性。最后,通过对比仿真验证了所提方法的有效性及可行性。

主 题 词：可重复使用飞行器 预设性能控制 反步控制 输出反馈跟踪控制 高增益扩张状态观测器 姿态跟踪 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.7527/S1000-6893.2020.24660

馆 藏 号：203106573...