高超声速飞行器再入制导与姿态控制一体化设计研究

项目名称： 高超声速飞行器再入制导与姿态控制一体化设计研究

项目编号： No.61403030

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 严晗

作者单位： 北京控制工程研究所

项目金额： 26万元

中文摘要： 制导与控制系统是高超声速飞行器实现成功返回再入大气层的关键。相比于传统设计方法，制导与控制一体化设计在提高系统稳定性和可靠性等方面更具优势。本项目基于对高超声速飞行器返回再入可靠性的需求，综合考虑再入过程中所受扰动，利用现代非线性控制理论，提出一种具有强鲁棒性并可确保制导与姿态控制系统整体上具有稳定性的控制器设计方法。首先，将飞行器再入制导与控制一体化全耦合模型抽象为一类典型的MIMO不确定非线性系统，并提出一种结构简单且具有强鲁棒性的控制算法。之后，针对阻力加速度的导数不易直接测量的问题，兼顾制导与控制一体化设计需求，设计了一种具有有限感知约束的再入制导律。最后，在上述研究的基础上，利用所得理论结果解决了高超声速飞行器制导与控制律一体化设计问题。本项目力图从控制理论和方法的角度探索飞行器再入制导与控制律设计的新体制、新方法，为我国高超声速飞行器等各类飞行器的研制做重要技术储备。

中文关键词： 非线性控制系统；鲁棒控制；制导与控制一体化设计；高超声速飞行器；

英文摘要： The guidance and control system plays a key role for a hypersonic vehicle in reentry phase. Compared to the traditional guidance and control system design method, integrated guidance and control design scheme has more advantages in improving the stability

英文关键词： nonlinear control systems；robust control；integrated guidance and control；hypersonic vehicles；