高超声速飞行器新型攻角约束反演控制

来源：系统工程与电子技术杂志2022年第4期北京时间：

作者：韦俊宝, 李海燕, 李静

单位：海军工程大学兵器工程学院, 湖北 武汉 430033

摘要：针对考虑攻角约束的高超声速飞行器控制问题, 提出一种受限指令滤波器与预设性能方法相结合的反演控制方案。首先, 从高超声速飞行器运动模型中划分出高度子系统并基于反演控制方法设计控制器。为了解决攻角约束问题, 构造受限指令滤波器对攻角虚拟指令限幅并保证指令的可导性。然后，利用预设性能方法预先设定约束范围, 保证攻角跟踪误差始终满足约束条件的同时, 提高其瞬态和稳态性能。另外, 针对系统参数不确定与外界干扰, 采用线性扩张状态观测器(linear extended state observer, LESO)进行观测并补偿。基于Lyapunov稳定理论证明了系统的跟踪误差最终一致有界, 最后通过仿真验证了该方法的有效性。

关键词：高超声速飞行器,攻角约束,指令滤波器,预设性能,线性扩张状态观测器

基金资助：航空基金(20140184001);中国博士后科学基金(2015M572693)