再入飞行器的最优积分滑模姿态控制方法及控制器技术

本发明专利技术涉及一种再入飞行器的最优积分滑模姿态控制方法及控制器，属于飞行器控制技术领域。首先针对飞行器的标称模型设计了SDRE标称姿态控制律，使标称系统的性能满足提出的最优指标。然后，考虑系统的不确定性，在SDRE标称控制律的基础上设计积分滑模控制律，使系统在满足性能指标要求的同时，对不确定性具有鲁棒性。为了减弱抖振，引入二阶滑模设计思想，使控制器输出较光滑。本发明专利技术设计的姿态控制器不仅能保证期望的指标，而且具有较好的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种再入飞行器的最优积分滑模姿态控制方法及控制器，属于飞行器控制

技术介绍
飞行器无动カ再入飞行过程中，空气密度和飞行器速度变化较大，动力学參数变化剧烈，通道间的耦合作用非常严重，表现出強烈的多变量耦合和非线性，且伴随着其他未知干扰和不确定，因此，针对快时变、强不确定性的系统设计鲁棒姿态控制器非常关键。目前，针对再入飞行的特点，许多学者提出了不同的姿态控制器，例如鲁棒控制 器、自适应控制器、最优控制器、滑模控制器等。基于状态依赖黎卡提方程(SDRE)的方法给出了一种非线性系统的最优控制律设计方法，它通过构造仿射非线性系统的状态依赖參数(SDC)形式，将系统的调节器设计问题转换为“LQR(线性二次型调节器)”问题，且充分保留了系统中的非线性特性。这种方法实现简单，可通过调整权值矩阵有效折衷控制量和系统的动态性能，并且，经过參数化后的系统矩阵以及设计的权值矩阵与系统状态相关，系统具有很好的设计灵活性。滑模控制对匹配的參数不确定性和外部扰动具有良好的鲁棒性，且具有快速的动态响应能力，因此考虑将SDRE方法与滑模方法結合，设计最优滑模控制器，在发挥SDRE性能优势的本文档来自技高网...

【技术保护点】
再入飞行器的最优积分滑模姿态控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，生成飞行器的状态向量；结合飞行器的实际姿态角Ω=[α,β,μ]T，姿态角速度ω＝[ωx,ωy，ωz]T，以及速度V，组成状态向量x：x=[V,α,β,μ,ωx,ωy,ωz]T；步骤2，建立再入飞行器的数学模型：x·=f(x)+g(x)·u+d(x)（1）y=h(x)其中，状态向量x=[V？α？β？μ？ωx？ωy？ωz]T，控制力矩u＝[Mx？My？Mz]T，输出变量y[α？β？μ]T，f(x)=[f1(x)？f2(x)...f7(x)]T；f1(x)=(？X？mgsinγ)/mf2(...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盛永智，耿洁，刘向东，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：