运载火箭自适应增广控制参数设计及稳定性裕度分析

来源：系统工程与电子技术杂志2023年第1期北京时间：

作者：张亮, 刘思, 赵康伟, 胡存明

单位：1. 中山大学航空航天学院, 广东 深圳 518107；2. 上海航天控制技术研究所, 上海 201100

摘要：针对运载火箭主动飞行段的强鲁棒姿态控制系统设计要求, 提出自适应增广控制器(adaptive augmenting controller, AAC)的参数设计方法以及稳定性裕度分析方法。首先, 针对传统运载火箭建立了小扰动线性化方程, 推导了传递函数, 并基于特征点参数设计了比例-微分(proportional-derivative, PD)控制器及校正网络。然后, 开展了AAC设计, 给出调节参数的具体设计方法和准则。为了评估加入AAC之后整个控制系统的稳定性, 基于正弦分析法推导了AAC的正弦响应模型, 从而可评估系统的稳定性。最后, 在多种干扰条件下完成了六自由度(six degree of freedom, 6-DOF)的仿真分析, 证明了AAC的有效性, 同时也获得了AAC+PD控制系统的幅值裕度和相位裕度。仿真结果表明, 该方法能够反映实际系统的稳定性, 具有一定的工程指导意义。

关键词：运载火箭,自适应增广控制,参数设计准则,稳定性分析

基金资助：国家自然科学基金(12002398)