基于Back-Stepping魯棒自適應動態(tài)面的近空間飛行器控制

徐文螢, 江 駒， 甄子洋, 李 欣

(1.南京航空航天大學自動化學院,南京 210016； 2.空間物理重點實驗室，北京 100076)

0 引言

近空間可變翼飛行器又稱高超聲速可變翼飛行器，是指在近空間區(qū)域內飛行且飛行器機翼外形結構可變化的飛行器。由于其在軍事裝備、科學探索和未來航天運輸領域均具有重要的潛在應用價值，對于可變翼飛行器的研究得到了國內外眾多學者和研究機構的重視。高超聲速飛行器采用翼身融合構型，具有激烈快時變、強耦合、嚴重非線性、不確定性等動態(tài)特性,給飛行器的控制帶來了困難[1-4]。同時，由于飛行環(huán)境復雜，近空間可變翼飛行器還受到自身氣動參數不確定和外界環(huán)境干擾的影響。因此，近空間可變翼高超聲速飛行器在飛行控制系統設計、魯棒性研究方面都面臨著重大考驗[5-8]。

由于高超聲速飛行器具有高度非線性特性，采用傳統的小擾動線性化方法難以進行設計。在高超飛行器模型建立方面，文獻[9]對近空間飛行器的氣動力特性和氣動彈性等進行了詳細的剖析，為后續(xù)的飛行器模型建立奠定了理論基礎;文獻[10]在飛行器結構和空氣動力學基礎上展開分析，建立了吸氣式高超聲速飛行器的模型，為下一步的控制器設計提供了可用的數學模型;文獻[11]實現了高超聲速飛行器動態(tài)逆方法的高度控制，但是該方法不具備對參數和模型變化的魯棒性;文獻[12]將動態(tài)逆和反步法相結合設計飛行控制系統，解除強耦……