VTHL运载器再入返回预设时间滑模控制 |
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引用本文: | 徐世昊,关英姿,浦甲伦,韦常柱.VTHL运载器再入返回预设时间滑模控制[J].航空学报,2023(7):154-167. |
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作者姓名: | 徐世昊 关英姿 浦甲伦 韦常柱 |
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作者单位: | 哈尔滨工业大学航天工程系 |
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摘 要: | 针对模型参数不确定和存在外部干扰的垂直起飞水平着陆(VTHL)可重复使用运载器再入返回姿态跟踪控制问题,提出一种新型预设时间滑模控制方法,使姿态控制误差收敛时间上界与再入初始状态无关且可预先设定。首先基于反正切函数设计预设时间非奇异滑模面,状态量在滑模面可在预设时间内收敛;其次预设时间滑模控制律,引入正弦补偿函数避免控制量出现奇异,以保证滑动模态在预设时间内到达;为提高控制系统鲁棒性并减弱抖振,采用预设时间扩张状态观测器对扰动进行估计和补偿;最后基于Lyapunov理论,证明了控制律可使姿态控制误差在预设时间内收敛;通过数值仿真验证了所提方法的有效性。
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关 键 词: | 垂直起飞水平着陆(VTHL)运载器 再入返回 预设时间控制 滑模控制 扩张状态观测器 |
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