基于干扰观测器的运载火箭助推段姿态控制

发布时间：2025-07-02 23:00

　　 针对刚体运载火箭助推飞行段的姿态控制问题,提出了一种基于干扰观测器的自适应滑模控制方法。首先,根据姿态动力学模型建立了面向姿态控制的通用模型。其次,针对通用模型中参数不确定性和外界干扰,设计了干扰观测器实时观测后补偿到自适应滑模控制器中,并结合Lyapunov稳定性理论分析了控制器的稳定性。最后,对比传统的PD控制器,在模拟大气环境中进行了姿态控制系统仿真。仿真结果表明,该方法与传统控制方法相比,控制精度和鲁棒性显著提高。

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【部分图文】：

图1发动机布局示意Fig.1SchematicLayoutoftheEngine

?16动和箭体弹性振动，刚体运载火箭姿态动力学模型如下[12]：123,2w123,2w13,iibziibyiibxbbbMbbbbMbbbM（1）式中，，分别为俯仰角、偏航角和滚动角；w和w分别为风攻角和风侧滑角；i为第i台发动机摆角；bzM，byM和bxM为推力和结构的附加....

图2参数正拉偏情况姿态角变化Fig.2ChangeofAttitudeAngleinCaseofPositiveParameterDeviation

导弹与航天运载技术2020年18火箭需要保持姿态稳定，即俯仰角、偏航角和滚转角均要从偏差回到零。仿真步长为0.01s，PD控制器比例系数为pkdiag10103，微分系数为dkdiag10103.5。干扰观测器参数为：1Λdiag666，2Λdiag666。滑模控制器参数为：1c....

图3参数负拉偏情况姿态角变化Fig.3ChangeofAttitudeAngleintheCaseofNegativeParameterDeviation

导弹与航天运载技术2020年18火箭需要保持姿态稳定，即俯仰角、偏航角和滚转角均要从偏差回到零。仿真步长为0.01s，PD控制器比例系数为pkdiag10103，微分系数为dkdiag10103.5。干扰观测器参数为：1Λdiag666，2Λdiag666。滑模控制器参数为：1c....

图4助推段俯仰角对比Fig.4PitchAngleComparisoninBoost-phase

导弹与航天运载技术2020年18火箭需要保持姿态稳定，即俯仰角、偏航角和滚转角均要从偏差回到零。仿真步长为0.01s，PD控制器比例系数为pkdiag10103，微分系数为dkdiag10103.5。干扰观测器参数为：1Λdiag666，2Λdiag666。滑模控制器参数为：1c....

本文编号：4055375