針對存在有界外部干擾的遠(yuǎn)程導(dǎo)彈,研究自適應(yīng)反步姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計問題。首先,建立了導(dǎo)彈的姿控系統(tǒng)狀態(tài)空間模型,考慮姿態(tài)奇異問題,將基于歐拉角的模型轉(zhuǎn)化為基于四元數(shù)的剛體運動學(xué)模型,并構(gòu)建了姿態(tài)誤差動態(tài)方程。然后,為提高姿態(tài)控制系統(tǒng)的可靠性,針對存在的外部干擾,設(shè)計了自適應(yīng)反步姿態(tài)控制律,通過對不確定項進(jìn)行自適應(yīng)估計和補償來處理可能發(fā)生的干擾,并基于Lyapunov函數(shù)方法分析了算法的穩(wěn)定性。最后,進(jìn)行了數(shù)字仿真,結(jié)果表明,本文所提控制方法具有較好的魯棒性和控制精度。

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圖3偏航角及期望偏航角輸出

圖2俯仰角及期望俯仰角輸出圖4滾轉(zhuǎn)角及期望滾轉(zhuǎn)角輸出

圖1導(dǎo)彈的發(fā)動機(jī)擺角示意圖

定義研究對象的四個芯級發(fā)動機(jī)分別為Cj(j=1,2,3,4),對應(yīng)的發(fā)動機(jī)擺角為δj(j=1,2,3,4),rc代表芯級發(fā)動機(jī)的擺動噴管距離導(dǎo)彈軸向中心線的距離。本文假設(shè)發(fā)動機(jī)的各個推力大小一致,即P1=P2=P3=P4。導(dǎo)彈的發(fā)動機(jī)擺角示意如圖1所示,擺角幅值限制為±18°。1....

圖2俯仰角及期望俯仰角輸出

表1控制增益與自適應(yīng)參數(shù)的設(shè)計Tab.1Controlgainandadaptiveparameterdesign控制增益與自適應(yīng)參數(shù)取值k5k03η010圖3偏航角及期望偏航角輸出

圖4滾轉(zhuǎn)角及期望滾轉(zhuǎn)角輸出

圖3偏航角及期望偏航角輸出圖5俯仰角速度及期望角速度輸出

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