高速飞行器姿态/参数耦合建模与鲁棒控制方案设计

摘要

针对高速飞行器姿态与气动参数之间的耦合问题,基于状态/参数扩维思想建立了角度与角速度回路的姿态/参数扩维耦合模型,并结合典型飞行案例分析了姿态与气动参数之间的耦合特性。采用观测器对增广线性系统中的气动耦合项进行估计,并将耦合信息馈入控制器削弱对系统的不利影响。证明了基于观测器鲁棒控制方案的闭环稳定性,结合线型矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)给出了反馈控制增益与观测器增益的选取计算方法。仿真结果表明,扩维耦合模型能够表征飞行姿态与气动参数之间的相互耦合关系。将耦合观测信息引入控制器有效地削弱了气动耦合对系统的影响,提升了系统的动静态品质。