高超声速飞行器的再入鲁棒约束非线性控制

摘要

高超声速飞行器X-38在再入过程中存在着输入硬约束和输出约束,本文提出一种鲁棒反馈线性化+鲁棒预测控制的约束非线性控制方法。基于鲁棒反馈线性化技术对多约束、强耦合、非线性的再入飞行器动力学模型进行解耦,建立了不确定的线性系统,并对原始的输入约束进行线性化近似转换。对解耦后的不确定线性系统模型进行无限时域预测,把输入和输出约束转化为LMI 形式，通过min-max滚动优化获得可行的时变控制律,保证了闭环系统的稳定性,并引入松弛矩阵减少了保守性。最后,通过仿真验证了所提算法的有效性。