直接力导弹的模型参考自适应滑模控制器设计_

摘要：针对导弹直接力/气动力复合控制的特点，提出了一种基于参考模型的自适应滑模控制方案。该设计方法针对系统所存在的不确定性，在

滑模控制中引入了自适应参数调节律和模糊控制规则，采用自适应律逼近模型摄动和外界干扰的上界，采用模糊调节律有效减弱了一般变结构

控制系统的抖颤问题，既进一步增强了系统的鲁棒性，又提高了自适应参数收敛过程中的跟踪精度。仿真结果表明，所提出的控制方案对机动

指令具有较好的跟踪效果，适用于直接力/气动力复合控制导弹的控制系统设计。
关键词：直接力/气动力复合控制；滑模变结构控制；自适应控制；模糊逻辑
为了提高导弹的响应速度和命中精度，实现对高空高速高机动目标的精确打击，现代导弹普遍采用了直接力/气动力复合控制方式，通过快速建

立提供法向过载所需要的攻角来提高自身的机动能力。而在机动性能和响应速度得到大幅度提高的同时，导弹通常会处于大攻角飞行状态，在

这种情况下，导弹系统成为一个同时具有非线性、快时变性以及模型不确定性的复杂多变量系统。
滑模变结构控制是一种应用广泛的非线性设计方法，其主要优点是对系统参数的摄动和外界干扰具有自适应性和鲁棒性，而且在到达滑动平面

后，收敛速度很快。文献将变结构控制方法应用到直接力/气动力复合控制系统设计中，解决了导弹在垂直平面内做反转180度机动的问题。一

种基于二阶非线性动态滑模的变结构设计方法，该方法有效地改善了导弹在末制导段的控制精度。一种基于高阶滑模控制理论的导弹自动驾驶

仪设计方法，所设计的控制律具有较强鲁棒性。本文针对导弹直接力/气动力复合控制的特点，提出了一种基于参考模型的自适应滑模控制方案

。针对系统所存在的不确定性，引入了自适应参数调节律和模糊控制规则，有效提高了滑模控制律的性能。
假设某直接力/气动力复合控制空空导弹为轴对称形式，采用正常式气动布局，直接力执行机构配置方案采用能同时改变导弹的质心运动和姿态

运动的力矩式控制方案，直接力喷流装置位于导弹质心的前端，喷流装置选用燃气发生器控制方案，采用PWM控制方式，通过控制不同方向上燃

气阀门来实现直接侧向力的控制，oxyz为导弹弹体坐标系。
本文针对导弹直接力/气动力复合控制的特点，提出了一种基于参考模型的自适应滑模控制方案。该设计方法针对系统所存在的不确定性，在滑

模控制中引入了自适应参数调节律和模糊控制规则，采用自适应律逼近模型摄动和外界干扰的上界，采用模糊调节律有效减弱了一般变结构控

制系统的抖颤问题，既进一步增强了系统的鲁棒性，又提高了自适应参数收敛过程中的跟踪精度。这种模糊自适应滑模控制方案与其他的模糊

变结构控制方案相比，不需要知道不确定参数的上界，不确定参数的上界可以通过自适应律的在线调整来得到，因此，得到的结果保守性较小

。仿真结果表明，所提出的控制方案对机动指令具有较好的跟踪效果，适用于直接力/气动力复合控制导弹的控制系统设计。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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