高动态临近空间飞行器的姿态自适应解耦控制

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1、第27卷第4期计算机仿真2010年4月文章编号：1006～9348(2010)04-0057—05高动态临近空间飞行器的姿态自适应解耦控制潘彦鹏，呼卫军，郭建国，周军(西北工业大学精确制导与控制研究所，陕西西安710072)摘要：研究飞行器空间动态特性优化控制问题，高动态临近空间飞行器的姿态运动模型是～个多变量非线性时变不确定系统，由于小扰动线性化理论和系数冻结基本假设的传统三通道独立综合(设计)方法已很难适用。针对多变量非线性时变不确定系统对象的非线性设计方法来解决控制问题。提出了一种神经网络自适应反馈线性化方法，用FCMAC神经网络估

2、计实际模型和标称模型问精确线化反馈阵的误差，修正实际系统的反馈线性化模型，有效克服了反馈线性化需要被控对象精确建模的局限性，实现了高马赫、大空域、快角度机动条件下的姿态解耦控制．并进行仿真。仿真结果表明：解耦控制系统在气动拉偏30％下超调小于7％，通道间交叉耦合小于l。，能够满足对象的控制要求。关键词：高动态；临近空间飞行器；神经网络；反馈线性化；解耦控制中图分类号：V448．21文献标识码：AAdaptiveAttitudeDecouplingControlforHigh—-dynamicNearSpaceFlyingVehiclesP

3、ANYah—peng，HUWei-jun，GUOJian—guo，ZHOUJun(InstituteofPrecisionGuidanceandControl，NorthwesternPolytechnicUniversity，Xi’allShanxi710072，China)ABSTRACT：ThemotionmodelofhiigII—dynamicnearspacevehiclesisamultivariablenonlineartime—variantan—certainsystem．Thetraditionalthree—cha

4、nnelindependentdesignmethodisnolongerusefulbecauseitisbasedonlittledisturbancelinearizationtheoryandfundamentalhypothesisofcoefficientfreezingmethod．Insteadofthat．anoniineardesignmethodisnecessRrywhichisfitformultivariablenonlineartime—variantuncertainplant．Basedondiffere

5、ntialgeometrymethodandmoderncontroltheory，thispapersuggestedallapproachofneuralnetworksadaptivefeedbacklinearization．Theerrol葛ofprecisionlinearizationfeedbackmatrixbetweenactualmodelandnominalmodelweI．eestimatedbyFCMACneuralnetworkandthefeedbacklinearizationmodelwasmodifi

6、ed．Iteffectivelysolvedthelimitationoffeedbacklinearizationthatneedsaccuratemathematicmodel．Thedifficultproblemsofattitudedecou-piingcontrolOilhi-sh—roach，largeairspaceandlarge锄gIemobileconditionweresolved．Theresultsofsimulationontheconditionof30％aerodynamicinterferencesho

7、wthattheovershootofdecouplingcontrolsystemislessthan7％，residualdegreeofchannelClOgSdecouplingislessthan1。，andthedesigncallmeetthecontrolrequirementforthiskindofflyingvehicles．KEYWORDS：Hilsh—dynamic；Near—spaceflyingvehicles；Neuralnetworks；Feedbacklinearization；Deeouplingco

8、ntrol1引言高动态临近空间飞行器是一类运行在临近空间(通常指距地面20一100千米的空域)范围内具有快速机动能力的航天器，这类航天器具有飞行速度快、飞行空域广、响应时间快、最大过载和最大热