随机参数摄动下的高超声速飞行器姿态控制

来源：系统工程与电子技术杂志2024年第2期北京时间：

作者：刘正洋, 周丽, 张瑞

单位：1. 南京信息工程大学自动化学院, 江苏 南京 210044；2. 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044

摘要：针对高超声速飞行器随机参数摄动的姿态控制问题, 提出一种基于轨迹线性化和扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)的预测滑模控制方法。首先, 针对随机参数摄动的高超声速飞行器非线性模型, 采用轨迹线性化方法建立线性时变误差调节模型。通过分析参数误差的统计特性, 将统计信息以参数协方差矩阵的形式进行表示, 并设计EKF对受扰误差状态进行滤波。然后, 采用预测滑模控制方法设计误差稳定调节器, 使系统快速趋于稳定。所提方法对随机参数摄动和非线性干扰都具有强鲁棒性。仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：高超声速飞行器,随机参数摄动,轨迹线性化,扩展卡尔曼滤波,预测滑模

基金资助：国家自然科学基金(61573190)