摘要

目的:高超声速飞行器跳跃滑翔轨迹相比准平衡滑翔轨迹具有更远的飞行航程,但将其作为参考轨迹的跟踪控制器的设计具有较强的挑战性,因为设计需要兼具鲁棒性和精确性。本文旨在提出一种组合超螺旋滑模控制器来探讨跳跃滑翔轨迹的跟踪性能。创新点:1.推导了三自由度条件下的阻力加速度误差跟踪控制模型;2.提出了一种组合超螺旋滑模控制算法,并与传统控制器进行了比较验证;3.对所提控制器的鲁棒性进行了充分的验证并证明了其有效性。方法:1.首先以预测校正方法给出需要跟踪的参考状态剖面(纵向剖面、阻力加速度剖面和倾侧角剖面等);2.推导以阻力加速度误差为状态变量的二阶误差动力学系统;3.根据滑模控制理论设计三种传统滑模控制器,并根据这三种控制器的优缺点设计一种组合超螺旋滑模控制器;4.通过仿真对比验证所提控制器的鲁棒性和精确性。结论:1.相比于比例积分微分控制器以及其他三种传统滑模控制器,本文所提出的组合控制器具有较强的鲁棒性和跟踪剖面的精确性;2.可变参数相比于常值参数具有更强的自适应性,能够有效改善控制器跟踪的精确性。