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空天防御  2020, Vol. 3 Issue (3): 118-123    
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远程导弹的自适应反步姿态控制系统设计
梅瀚桐1,麻黎娟2,吴光辉3,邵翔3,许朋亚3
1. 西北工业大学航天学院,陕西 西安 710072;
2. 火箭军装备部驻北京地区第一军事代表室,北京 100076;
3. 上海机电工程研究所,上海 201109
Adaptive Backstepping Attitude Control System Design of Long-range Missile
MEI Hantong1, MA Lijuan2, WU Guanghui3, SHAO Xiang3, XU Pengya3
1. School of Astronautics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, Shaanxi, China;
2. First Military Representative Office of Rocket Force Armament Department, Beijing 100076, China;
3. Shanghai Electro-Mechanical Engineering Institute, Shanghai 201109, China
全文: PDF(5697 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 针对存在有界外部干扰的远程导弹,研究自适应反步姿态控制系统设计问题。首先,建立了导弹的姿控系统状态空间模型,考虑姿态奇异问题,将基于欧拉角的模型转化为基于四元数的刚体运动学模型,并构建了姿态误差动态方程。然后,为提高姿态控制系统的可靠性,针对存在的外部干扰,设计了自适应反步姿态控制律,通过对不确定项进行自适应估计和补偿来处理可能发生的干扰,并基于Lyapunov函数方法分析了算法的稳定性。最后,进行了数字仿真,结果表明,本文所提控制方法具有较好的鲁棒性和控制精度。
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关键词 远程导弹姿态控制执行机构外加干扰自适应反步控制    
Abstract:This paper mainly aims at the design of an adaptive backstepping attitude control system for longrange missile with bounded external interference. Firstly, the state space model of attitude control system of missile is established. Considering the problem of attitude singularity, the model based on Euler Angle is transformed into the missile rigid body kinematic model based on quaternion, and then the attitude error dynamic equation is established. In order to improve the reliability of attitude control system, an adaptive backstepping attitude control law is designed against the external interference. The likely interference is handled through adaptive estimation and compensation for the uncertainties. The stability of the algorithm is analyzed based on Lyapunov function method. Finally, the method is verified by simulation and the results show that this control method has good robustness and control accuracy.
Key wordslong-range missile    attitude control    actuator    external interference    adaptive backstepping control
收稿日期: 2020-07-07      出版日期: 2020-09-30
ZTFLH:  TP273  
基金资助:国家自然科学基金(No. 61601505)
作者简介: 梅瀚桐(1999—),本科,主要研究方向为飞行器制导控制系统设计、智能控制。
引用本文:   
梅瀚桐, 麻黎娟, 吴光辉, 邵翔, 许朋亚. 远程导弹的自适应反步姿态控制系统设计[J]. 空天防御, 2020, 3(3): 118-123.
MEI Hantong, MA Lijuan, WU Guanghui, SHAO Xiang, XU Pengya. Adaptive Backstepping Attitude Control System Design of Long-range Missile. Air & Space Defense, 2020, 3(3): 118-123.
链接本文:  
https://www.qk.sjtu.edu.cn/ktfy/CN/      或      https://www.qk.sjtu.edu.cn/ktfy/CN/Y2020/V3/I3/118

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