可重复使用运载火箭一子级垂直回收有限时间滑模控制

摘要：

针对可重复使用运载火箭一子级在垂直回收过程无动力减速段的姿态控制问题,提出一种基于有限时间扩张状态观测器和改进超螺旋算法的积分终端滑模控制方法.首先,基于火箭一子级绕质心运动模型,将含有模型不确定和外部扰动的姿态跟踪控制问题转化为含总扰动的二阶系统有限时间控制问题;其次,采用有限时间扩张状态观测器对系统不可测量状态量和总扰动进行估计,进一步将状态量估计值引入积分终端滑模面,基于总扰动估计值和改进超螺旋算法设计改进超螺旋积分终端滑模控制器;最后,利用Lyapunov理论证明闭环系统有限时间稳定.研究结果表明:该控制方法能够实现可重复使用运载火箭一子级姿态的准确快速跟踪并具有良好的鲁棒性.

关键词：可重复使用运载火箭、有限时间扩张状态观测器(FTESO)、积分终端滑模控制、改进超螺旋算法、有限时间收敛

所属期刊栏目：51

分类号：V448.2(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;航天器设计优化与动态模拟技术教育部重点实验室北京航空航天大学开放基金资助项目

在线出版日期：2020-06-04（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：979-988