首页 期刊 宇航学报 移动质心再入飞行器姿态的无源性控制 【正文】

移动质心再入飞行器姿态的无源性控制

作者:孙卫华 李高风 北京物资学院北京市物流系统与技术重点实验室 北京101149 北京控制与电子技术研究所 北京100038
移动质心再入飞行器   七自由度动力学方程   无源性控制   状态反馈  

摘要:从能量的观点研究了再入飞行器的移动质心控制方案。由于受移动质量块大小和位移的限制,移动质心控制方式不能像空气舵一样产生很大的控制力矩。采用基于能量的欧拉-拉格朗日法,在飞行器坐标系内推导了单质量块移动的七自由度动力学方程。在对动力学方程进行合理简化的基础上,采用无源性控制设计了俯仰平面的姿态控制器。状态反馈跟踪控制采用了能量形成加上阻尼注入的PD+(PD Plus)控制思想。在控制律推导过程中,直接考虑了动力学系统的非线性。通过Lyapunov函数证明了控制器能使系统全局渐近稳定。对非线性系统再入飞行控制仿真结果表明,即使存在风干扰和参数时变情况下所设计控制器也有满意的性能。

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