高超声速飞行器俯冲段制导与姿控系统设计

摘要：

针对高超声速飞行器俯冲飞行段制导与姿态控制问题，建立基于飞行器加速度分量的三通道角速率解算模型，提出一种新颖的制导控制系统设计方法。建立高超声速飞行器俯冲段六自由度（6DOF）质心和绕质心动力学与运动模型，以目标－飞行器三维（3D）空间相对运动模型为基础，利用终端滑模控制方法和零化视线（LOS）角速率原理得到飞行器期望过载进而解算对应的俯仰、偏航和滚转角速率指令；姿控系统基于滑模控制理论完成该三通道角速率指令的跟踪并生成飞行器舵偏指令；该方法以解析模型替代传统姿控系统设计中欧拉角指令的跟踪回路，可有效降低制导与姿控系统阶数并减少控制系统设计参数，同时省略了根据气动系数反求欧拉角指令的过程；仿真结果显示，该方法能保证高超声速飞行器（GHV）精确命中地面固定目标，且俯冲飞行过程中各项状态变量均稳定可控。

关键词：高超声速飞行器、俯冲段、制导控制系统设计、滑模控制

所属期刊栏目：37

分类号：V448(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金61104200；国防科学技术大学科研计划项目ZDYYJCYJ20140101

在线出版日期：2016-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：964-973