基于终端滑模的制导控制一体化研究

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在打击拦截任务的末制导阶段,飞行器速度快,弹-目相对距离近,制导回路与控制回路之间耦合变强,分开设计两回路会造成控制的滞后以及精度降低。本文主要针对末制导阶段的打击拦截任务,采用终端滑模结合误差观测器以及终端滑模结合双层自适应的制导控制一体化进行了研究,主要包括以下内容:1、在考虑目标加速度不确定性,以及飞行器姿态运动建模中的不确定性的情况下,建立了飞行的弹-目相对运动模型,在假设滚转稳定的前提下,根据相应的投影关系得到了纵向平面内的相对运动模型。2、针对常用的制导控制一体化设计方案,以及末制导中可能产生的问题,提出了一种采用非奇异终端滑模的控制策略。同时为了实现正对打击,确定了对应的控制量以及状态量。为了补偿建模中引入的不确定性,引入了一个二阶观测器对扰动不确定性进行观测补偿。由非奇异终端滑模加观测器出发,设计了对应的制导控制一体化的控制律。3、为了进一步减小控制中的抖震,以及控制精度,提出了一种双层自适应的设计方案,该方案不需要扰动不确定性的任何先验假设,一定程度上增强了系统的鲁棒性。同时由于该方案中控制增益随着不确定性扰动变化,一定程度上也减少了控制抖震。结合实际的模型,替换了内环中的终端滑模加观测器的设计方案,并给出了对应的控制律。4、最后,基于相应数据,分别对假设扰动上界存在、采用观测器、次用双层自适应方案的情况进行了数据仿真,通过三者之间的对比,说明了所设计方法的有效性,以及对应的优势。
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