高超声速飞行器无在线求导backstepping控制方法

• 作者: 路遥 贾志强 刘晓东 路坤锋
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 高超声速飞行器 跟踪控制 反步法 复杂性爆炸 高阶微分器 不确定项估计
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 制导、导航、控制与电子|GNC and Electronics
• 页码范围: 103-110
• 页数: 8页
• 分类号: V448.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2022.01.012

摘要

针对高超声速飞行器纵向通道跟踪控制问题,提出一种无需对虚拟控制量进行在线求导的新型backstepping控制方法.首先将飞行器动力学模型划分为速度子系统和航迹倾角子系统,然后采用backstepping方法设计航迹倾角子系统控制器,利用高阶微分器技术直接设计虚拟控制量一阶导数的控制律,这样即避免了现有backstepping方法中求取虚拟控制量一阶导数时存在的"复杂性爆炸"问题,同时能够简化控制器结构,减少待设计控制器参数数目.另外,采用跟踪微分器技术设计了不确定项观测器以实现对模型中各类不确定项的估计,进而提高控制器的跟踪精度.最后,采用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性,并通过对比仿真实验验证所提方法的有效性.