姿控式直接侧向力与气动力复合控制策略设计

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1、第31卷2010年第4期4月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAVoL31No．4Apr．2010文章编号：1000一6893(2010)04一0701一08姿控式直接侧向力与气动力复合控制策略设计姚郁，毕永涛(哈尔滨工业大学控制与仿真中心，黑龙江哈尔滨150080)DesignofBlendedControlStrategyforMissileswithLateralJetsandAerodynamicSurfac髑YaoYu，BiYongtao(ControlandSimulationCenter，HarbinInstituteo

2、fTechnology，Harbin150080，China)摘要：针对自旋导弹直接侧向力与气动力复合控制问题，提出一种分阶段复合控制策略，该策略充分考虑了直接侧向力离散控制和空气舵连续控制的特点，将弹体迎角和侧滑角响应过程分为上升段和保持段以实现快速精确跟踪。上升段考虑固体脉冲发动机的快响应特性。利用整数线性规划(ILP)得到了需要开启的脉冲发动机数量，产生直接侧向力控制导弹快速建立迎角和侧滑角。保持段则基于动态逆控制和自抗扰控制技术，通过空气舵控制迎角和侧滑角稳定在期望值，以克服侧向喷流干扰效应和大迎角飞行带来的非线性耦合的影响。仿真结果表明，依靠直接侧向力与气动力的分时

3、串联作用，可以有效地抑制复合系统的外扰和模型不确定性的影响，显著加快拦截导弹的过载响应速度。关键词：姿态控制系统}脉冲发动机；整数规划；动态逆控制；自抗扰控制中图分类号：V249．121；V249．122+．2文献标识码：AAbstr扯t：Thisarticleproposesablendedcontrolstrategywithspinningmissilelateraljetsandaerodynamicsurfaces，whichconsistsoftwoseparatestages．Thisstrategydividesthewholeresponseprocesso

4、ftheangleofattackandsideslipangleintoarisingstageandamaintainingstage．Takingintoconsiderationthefastre—sponsecharacteristicsofthelateralthrust，alateralthrustcontrolsystemisusedtotrackthecommandinor—dertoobtainfastresponseattherisingstage．Amethodbasedonintegerlinearprogramming(ILP)isusedtoad

5、justthe1ateralthrust．Aerodynamiccontr01isusedtoguaranteethattheangleofattackandsideslipanglefollowthecommandatthemaintainingstage．E；asedondynamicinversionandactivedisturbancerejectioncon—trol，theaerodynamiccontrolsystemisdesignedtoovercomenonlinearityandvariousstrong∞uplingactions啪ongthepit

6、chchannelandtheyawchannelaswellasthelateraljetinteractionofthespinningmissile．Simu—lationresultsshowthattheproposedblendedcontrolstrategyisinsensitivetoparameteruncertaintiesoftheplantandlateraljetinteractioll-Bymeansofthisstrategyoverloadcommandcanbetrackedwithhighprecisionandfastresponses

7、peed．Keywords：attitudecontrolsystem；pulsemoter；integerprogramming；dynamicinversion；activedisturbancerejectioncontrol传统拦截导弹利用空气舵偏转产生气动控制力矩来建立迎角和侧滑角，依靠气动升力产生导弹过载。然而在高空由于大气稀薄，动压较小，空气舵操纵效率很低，这导致导弹过载响应速度较慢，无法保证对高机动目标的命中精度，难以实现直接碰撞摧毁目标。为提高拦截导弹机动能力，改善导弹响应特性，引入姿