pid高超声速飞行器姿态控制中的应用展望

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1、Oct．2010航天控制。93·v。1．28，N。．5AerospaceContr。1分数阶肼A∥在高超声速飞行器姿态控制中的应用展望齐乃明秦昌茂宋志国哈尔滨工业大学，哈尔滨150001摘要高超声速飞行器的发展是一个必然的趋势，但是其具有强耦合、严重非线性、大范围气动环境变化的特点，这对飞行器的姿态控制系统提出了更高的要求。本文简述了现代控制及智能控制在姿态控制器中的应用，回顾了传统PID及其改进控制技术，针对新的被控对象特点，介绍了分数阶P，1矿及其发展。由于分数阶PPIY"具有比传统PID更好的鲁棒性和控制性能，展望

2、分数阶川1矿控制在高超声速飞行器姿态控制中得到更广泛的应用。关键词高超声速飞行器；姿态控制；传统PID；分数阶P，1矿中图分类号：V448．2文献标识码：A文章编号：1006．3242(2010)05-0093-06ProspectofFractional-OrderPIADpControllerforHypersonicMissileAttitudeControlQINaimingQINChangmaoSONGZhiguoHarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，ChinaAbs

3、tractThedevelopmentofhypersonicmissileisaninevitabletrend．Therequirementofattitudecontrols弘temforaerocrafiishigherbecausethecharacteristicsofastrongcoupling，seriousnonlinearandlarge—scaleenvironmentalareinthismoderncontrolandintelli—parameterschangedaerodynamic．I

4、npaper，thecontrolthattoattitudecontrolareclassicalPIDcontrolitsim—gentappliedbriefed，andtechnologyandprovementarereviewed．thefractionalorderPI、D“controlleranddevelopmentforfknell3objectfeaturesarealsointroduced．Asaresult，fractionalorderPI、D“controlisbetterthancla

5、ssicalPIDcontrolinrobustnessandcontrolperformance．Therefore，fkfractionalorderP11D“controlwillbe埘池矽usedinhypersonicmissileattitudecontr01．KeywordsHypersonicmissile；Attitudecontrol；ClassicalPIDcontrol；FractionalorderP11D9controller高超声速飞行器以美国的超一x计划飞行器及高超声速飞行器的飞行速度和高

6、度变化大，通用航空飞行器(CAV)[13为代表，计划实施对全球可全空域机动飞行但其大范围气动环境的变化引的快速打击，俄罗斯、日本等国也在积极研制高超声起系统参数变化范围大，各通道间耦合影响也变速飞行器，而我国尚处于起步阶段。大，使其成为具有强耦合、严重非线性并带有不确收稿日期：2009-07-26作者简介：齐乃明(1962一)，男，哈尔滨人，教授，博士生导师，主要研究方向为航天器飞行动力学控制与仿真；秦昌茂(1985一)，男，江西人，博士，主要研究方向为高超声速飞行器制导与控制；宋志国(1987一)，男，黑龙江人，硕士，

7、主要研究方向为高超声速飞行器制导与控制。-94·航天控制定模型的复杂控制对象，因此对姿态控制系统提控制系统较好地实现了飞行器低空一高空一低空的出了更高的要求，需要在姿态控制新技术领域进大范围机动。但是这种切换控制受到死区选取的影行研究获取突破。响，若死区选取不当，会导致在死区附近频繁切换控传统的飞行器姿态控制工程上常采用PID控制制方式，快速性差并会产生振荡。设计方法，但是由于形式简单，限制了其性能的提将鲁棒控制与PID控制结合，增加2个鲁棒约高，已不能满足现在对控制系统的高精度及复杂飞束条件，设计H2／H。混合最优PI

8、D控制器怕’，该算行环境的要求。现代控制及智能控制采用复杂的控法一定程度上克服了H。控制的保守性，增强了传制算法能获得更强的鲁棒性。与PID控制结合的复统PID的鲁棒性。但是鲁棒控制是在被控对象特性合控制也是研究的热点。分数阶P，1∥是一种新型的摄动范同内设计同定参数的控制器，具有保守性，的控制器，把传统PID推广到