干扰条件下高超声速飞行器的滑模自抗扰控制

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.201710021

系统仿真学报 ›› 2017, Vol. 29 ›› Issue (10): 2391-2397.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201710021

干扰条件下高超声速飞行器的滑模自抗扰控制

程明智^1,2,3, 吴云洁^1,2,3, 马飞^1,2,3

1.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京 100191;
2.北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室,北京 100191;
3.飞行器控制一体化技术重点实验室,北京 100191

收稿日期:2017-05-05 发布日期:2020-06-04
作者简介:程明智(1993-),男,浙江杭州,硕士,研究方向为导航制导与控制;吴云洁(1969-),女,河北保定,教授,博导,研究方向为飞行器制导与控制、复杂系统建模/验模/仿真等。
基金资助:
国家自然科学基金(91216304)

Sliding Mode Auto - Disturbance Rejection Control of Hypersonic Vehicle under Disturbance

Cheng Mingzhi^1,2,3, Wu Yunjie^1,2,3, Ma Fei^1,2,3

1. School of Automation Science and Electrical Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China;
2. State Key Laboratory of Virtual Reality Technology and Systems, Beihang University, Beijing 100191, China;
3. Key Laboratory of Aircraft Control Integration Technology, Beijing 100191, China

Received:2017-05-05 Published:2020-06-04

摘要/Abstract

摘要： 高超声速飞行器的强耦合性、模型阶数高、气动参数摄动的特点,使得一般控制器很难达到理想的控制效果。自抗扰串联技术能够很好的满足高阶模型控制的要求。自抗扰主要特点就是可以在有限的条件下观测到系统的干扰总和并加以补偿。同时利用滑模变结构技术对参数摄动的不敏感性,加强系统抗扰能力。仿真结果显示控制效果很好。

关键词: 高超飞行器, 自抗扰控制, 串联控制, 滑模变结构控制

Abstract: The strong coupling of the hypersonic vehicle, the high order of the model, and the perturbation of the aerodynamic parameters make it difficult for the general controller to achieve the desired control effect. The self-disturbing tandem technique can well meet the requirements of the high-order model control. The use of sliding mode variable structure technology which is not sensitive to perturbation of parameters can enhance the system immunity. The simulation results show that the control effect is very good.

Key words: High-flying aircraft, auto-disturbance-rejection control, series control, sliding mode variable structure control

中图分类号:

TP391.9

程明智, 吴云洁, 马飞. 干扰条件下高超声速飞行器的滑模自抗扰控制[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(10): 2391-2397.

Cheng Mingzhi, Wu Yunjie, Ma Fei. Sliding Mode Auto - Disturbance Rejection Control of Hypersonic Vehicle under Disturbance[J]. Journal of System Simulation, 2017, 29(10): 2391-2397.

参考文献

[1] 郭鹏飞, 于加其, 赵良玉. 临近空间高超声速飞行器发展现状与关键技术[J]. 飞航导弹, 2012 (11): 17-21.
(Guo Pengfei, Yu Jiaqi, Zhao Liangyu.Progress and Key Technology of Space Hypersonic Vehicle[J]. Winged Missiles Journal, 2012 (11): 17-21.)
[2] 闫金柯, 孙洪飞. 基于自抗扰技术的高超声速飞行器跟踪控制[C]//中国控制与决策会议. 2014.
(Yan Jinke, Sun Hongfei.Hypersonic vehicle tracking control based on auto - disturbance - rejection technology[C]//China Conference on Control and Decision - making.2014.)
[3] 杜昊昱, 凡永华, 闫杰. 高超声速飞行器自抗扰控制方法研究[J]. 计算机与现代化, 2013 (6): 1-4.
(Du Haoyu, Fan Yonghua, Yan Jie.Active Disturbance Rejection Control for Airbreathing Hypersonic Vehicle[J]. Computer and Modernization, 2013 (6): 1-4.)
[4] 栗金平, 杨军. 基于自抗扰技术的高超声速飞行器控制系统设计[J]. 计算机测量与控制, 2011, 19(5): 1055-1057.
(Li Jinping, Yang Jun.Design of Hypersonic Vehicle Control System Based on Auto Disturbance Rejection Control[J]. Computer Measurement & Control, 2011, 19(5): 1055-1057.)
[5] 张晓东, 方群, 欧岳峰, 等. 高超声速飞行器动力学建模与分析[J]. 计算机仿真, 2012, 29(10): 160-164.
(Zhang Xiaodong, Fang Qun, Ou Yufeng.Air-Breathing Hypersonic Vehicle Modeling and Dynamic Analysis[J]. Computer Simulation, 2012, 29(10): 160-164.)
[6] 李惠峰, 肖进, 张冉. 高超声速飞行器刚体/弹性体耦合动力学建模[J]. 北京航空航天大学学报, 2012, 38(2): 160-165.
(Li Huifeng, Xiao Jin, Zhang Ran.Coupled Dynamics Modeling of Rigid Body/Elastomer for Hypersonic Vehicle[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2012, 38(2): 160-165.)
[7] 龚宇莲, 孟斌. 类X-20高超声速飞行器反馈线性化控制研究[J]. 空间控制技术与应用, 2014, 40(4): 31-36.
(Gong Yulian, Meng Bin.X-20-Like Hypersonic Vehicle Control Based on Feedback Linearization[J]. Aerospace Control and Application, 2014, 40(4): 31-36.)
[8] 刘金琨. 滑模变结构控制MATLAB仿真 [M]. 北京: 清华大学出版社, 2005.
(Liu Jinkun.MATLAB simulation sliding mode control [M]. Beijing, China: Tsinghua University Press, 2005.)
[9] 吴云洁, 李琛, 马征. 基于自抗扰滑模的三轴挠性卫星姿态控制[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(8): 1831-1837.
(Wu Yunjie, Li Chen, Ma Zheng.Attitude Control of Three-axis flexible Satellite Based on Active-disturbance-rejection Sliding Mode Method[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(8): 1831-1837.)
[10] 李惠峰, 肖进, 张冉. 高超声速飞行器刚体/弹性体耦合动力学建模[J]. 北京航空航天大学学报, 2012, 38(2): 160-165.
(Li Huifeng, Xiao Jin, Zhang Ran.Coupled Dynamics Modeling of Rigid Body/Elastomer for Hypersonic Vehicle[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2012, 38(2): 160-165.)
[11] 王鹏, 刘鲁华, 吴杰. 高超声速飞行器Terminal滑模控制系统设计[J]. 航天控制, 2012, 30(5): 9-14.
(Wang Peng, Liu Luhua, Wu Jie.The Terminal Sliding Mode Control System Design for Hypersonic Flight Vehicle[J]. Aerospace Control, 2012, 30(5): 9-14.)
[12] 刘燕斌. 高超声速飞行器建模及其先进飞行控制机理的研究 [D]. 南京: 南京航空航天大学, 2007.
(Liu Yanbin.Research on Modeling of Hypersonic Vehicle and Its Advanced Flight Control Mechnism [D]. Nanjing, China: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2007.)
[13] 汪晓东, 叶美盈. 高阶系统模型的一种降阶方法[J]. 应用基础与工程科学学报, 1997 (1): 1-5.
(Wang Xiaodong, Ye Meiying one kind of high-order system model order reduction method[J]. Journal of Basic Science and Engineering, 1997 (1): 1-5.)
[14] 李壮举, 刘贺平, 王允建. 一种改进的自抗扰解耦方法及其应用仿真[J]. 计算机仿真, 2010, 27(4): 344-348.
(Li Zhuangju, Liu Heping, Wang Yunjian.An Improved Auto Disturbances Rejection Decoupling Control and Its Application Simulation[J]. COMPUTER SIMULATION, 2010, 27(4): 344-348.)

干扰条件下高超声速飞行器的滑模自抗扰控制

Sliding Mode Auto - Disturbance Rejection Control of Hypersonic Vehicle under Disturbance

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[1]	周颖, 贾巧娟, 张燕, 常明新. 改进的逆解耦自抗扰内模控制在磨矿中的应用[J]. 系统仿真学报, 2020, 32(5): 837-847.
[2]	侯利民, 任一夫, 刘恒飞, 林栋. 基于无速度传感器的永磁同步电机滑模自抗扰控制[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(5): 963-970.
[3]	黄宇, 谢天, 武蕊. 一类分数阶混沌系统的线性自抗扰优化控制[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(10): 2093-2102.
[4]	王素珍, 孙国法, 刘胜荣. 时滞系统自抗扰滑模控制[J]. 系统仿真学报, 2019, 31(1): 102-109.
[5]	王彪, 唐超颖, 孔大庆. 基于改进自抗扰技术的四旋翼姿态控制[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(8): 3124-3129.
[6]	常帅兵, 谭文, 曾智勇. 具有调速器死区的LFC系统的广义自抗扰控制[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(4): 818-825.
[7]	谷俊杰, 张岩, 陈见永, 王鹏, 于文圣. 超临界机组燃料—汽压建模与控制研究[J]. 系统仿真学报, 2017, 29(2): 430-436.
[8]	黄宇, 王佳荣. 水轮机调速系统的线性自抗扰优化控制[J]. 系统仿真学报, 2016, 28(12): 3033-3040.
[9]	吴云洁, 李琛, 马征. 基于自抗扰滑模的三轴挠性卫星姿态控制[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(8): 1831-1837.
[10]	朱珏, 黄永斌, 张贺. 四轮式汽车底盘探伤机器人的设计及运动控制[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(7): 1548-1555.