吸气式飞行器模型参考变结构控制律设计与仿真

《吸气式飞行器模型参考变结构控制律设计与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2015年第6期导弹与航天运载技术No.62015总第342期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.342文章编号：1004-7182(2015)06-0017-04DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150604吸气式飞行器模型参考变结构控制律设计与仿真12111李迪，季海波，严佳民，梁卓，雷延花（1.中国运载火箭技术研究院，北京，100076；2.中国航天电子技术研究院，北京，100094）摘要：建立吸气式飞行器的动力学模型，针对三通道耦合、正攻角飞行的特点，采用基于BTT-180的模型参考变结构控制方法进行控制律设计

2、。然后选用典型工况，在考虑气动参数偏差的情况下，进行六自由度弹道仿真。仿真结果表明该控制方法能有效解决飞行器通道间的耦合现象，增强了控制系统的适应性与鲁棒性。关键词：模型参考；变结构控制；弹道仿真中图分类号：V448文献标识码：ADesignofVariableStructureControllerBasedonModelReferenceofAir-breathingVehicle12111LiDi,JiHai-bo,YanJia-min,LiangZhuo,LeiYan-hua(1.ChinaAcademyofLaunchVehicleTechnology,Beij

3、ing,100076;2.ChinaAcademyofAerospaceElectronicsTechnology,Beijing,100094)Abstract:ThedynamicmodelofAir-breathingvehicleisestablished.Thenaccordingtothecharacteristicofthreechannels’couplingandonesideattackangle,thecontrolmethodofmodelreferencevariablestructurebasedonBTT-180isadopted.Thes

4、ixdegreeoffreedomsimulationunderthetypicalworksituationconsideredaerodynamicerrorisperformed.Theresultsshowthatthecontrolsystemhasnicedynamicqualityandtrackprecision,whichcanconquerchannels’couplingeffectively.KeyWords:Modelreference;Variablestructure;Trajectorysimulation0引言本文以吸气式飞行器为研究对

5、象，对模型参考变倾斜转弯（BankToTurn，BTT）技术是适应高机结构控制理论在BTT飞行器上的应用技术进行研究，动、高过载的要求产生和发展起来的，特别是对于面设计了BTT飞行器上的模型参考变结构控制律，并给对称布局的飞行器，BTT控制具有突出优势，主要体出六自由度仿真结果。现在升阻比大、机动能力强、快速性好、气动稳定性好等诸多方面。吸气式飞行器在工作时，由于正攻角1模型参考变结构控制约束的飞行特性，在弹道下压时需滚动180°，利用正对于多变量控制对象：攻角实现弹道下压，故需采用BTT-180控制。X()ttt=AX()+Bu()（1）采用BTT-180控制飞行器

6、的滚动导致俯仰、偏航、式中X∈∈RRttnm,u,(),()AB为系数矩阵。滚动通道间存在不可忽略的运动学、惯性和气动耦合参考模型数学描述为效应，这些交叉耦合效应随着滚动速率的增大而越加Xm()ttt=AXmm()+Bumm()（2）式中n强烈。模型参考变结构控制可以确保系统状态按照规Xm∈R为参考模型的状态向量；um为一致有界定的动态特性进入滑动模态，以利于改善控制系统的外部参考输入；ABmm,具有相应维数，且(,)ABmm可控，动态品质。模型参考变结构控制系统具有良好的瞬态参考模型是一个确定性的多变量系统，模型参考控制性能和抗参数大范围变化能力强等优点，表现出较强

7、系统的控制目标是使被控系统对参考模型{ABmm,}进的鲁棒性，具有对系统摄动、不确定性以及干扰的“完行跟踪。全自适应性”，很适合对BTT-180飞行器进行控制。定义误差状态向量：eXX=m−，可得模型参考控收稿日期：2014-07-04；修回日期：2014-11-20作者简介：李迪（1989-），男，助理工程师，主要研究方向为飞行器制导控制18导弹与航天运载技术2015年制系统的误差方程为2吸气式飞行器模型参考变结构控制律设计e=−=XXAX()t+Bu()ttt−AX()−Bu()=mmmmm2.1参考模型建模AX(()tt−+−