[发明专利]一种导弹驾驶仪扰动补偿控制方法

说明书

一种导弹驾驶仪扰动补偿控制方法，涉及制导控制领域，包括：以导弹为被控对象建模并设计相应的传统姿态驾驶仪；建立被控对象的非线性动力学方程组；考虑综合干扰zsubgt;3/subgt;建立状态空间标准型；通过非线性运动学方程组获取被控对象的输入输出结果设计扩张状态观测器；通过扩张状态观测器将综合干扰zsubgt;3/subgt;和控制增益bsubgt;0/subgt;反馈到传统姿态驾驶仪的控制输出处得到自抗扰三回路姿态驾驶仪；对导弹进行扰动补偿控制。本发明有益效果：继承现有驾驶仪结构和设计参数，通过自抗扰扩张状态观测器对导弹建模过程中因参数固化和小扰动假设产生的未建模扰动和不确定性干扰进行估计和补偿，由扩张状态观测器将综合干扰反馈到控制输出处从而实现姿态驾驶仪解耦设计。

技术领域

本发明涉及制导控制技术领域，尤其涉及一种导弹驾驶仪扰动补偿控制方法。

背景技术

导弹作为一种制导武器，其自动驾驶仪设计使命是快速跟踪导引指令、克服飞行干扰，直至最终命中目标。传统自动驾驶仪设计多基于局部线性化假设，在弹体线性区内控制具有较好的效果。然而随着现代武器性能要求以及攻防对抗强度的不断提高，导弹飞行特性日益复杂，导弹驾驶仪设计与战术技术指标之间的矛盾也越来越突出。

其具体体现在：

1)导弹模型中包含的非线性、强耦合问题；2)气动力和力矩系数的不确定性；3)未建模动力学特性；4)执行机构响应特性；5)传感器非线性特性等。

为了解决上述问题，许多基于现代控制理论的设计方法便应运而生。如二次型控制、H_∞控制、状态Ricatti方程、动态逆控制、滑模变结构控制、神经网络控制等。但这些方法多采用状态空间方式，完全抛弃了传统设计结构，参数设计复杂，不便于工程实现，有些甚至于还处于理论研究阶段，稳定性有待商榷。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种导弹驾驶仪扰动补偿控制方法，该方法在充分继承原有驾驶仪设计结构和参数的基础上，采用自抗扰扩张状态观测器估计和补偿未建模动态和不确定性干扰，能够有效提高控制鲁棒性。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种导弹驾驶仪扰动补偿控制方法，包括如下步骤：

步骤S1、以导弹为被控对象建模并设计相应的传统姿态驾驶仪；

步骤S2、建立被控对象的非线性动力学方程组；

步骤S3、依据自抗扰理论，将被控对象的气动交联耦合的耦合影响、运动学耦合的耦合影响、动力学耦合的耦合影响、导弹不确定性影响和/或未建模特性影响考虑为综合干扰z₃，建立关联于综合干扰z₃的被控对象的状态空间标准型；

步骤S4、通过非线性运动学方程组获取被控对象的输入输出结果，基于被控对象的状态空间标准型和输入输出结果设计连接传统姿态驾驶仪的扩张状态观测器；

步骤S5、导弹飞行时，通过扩张状态观测器获取关联于导弹的综合干扰z₃和控制增益b₀，并将综合干扰z₃和控制增益b₀反馈到传统姿态驾驶仪的控制输出处得到自抗扰三回路姿态驾驶仪；

步骤S6、导弹飞行时，通过自抗扰三回路姿态驾驶仪对导弹进行扰动补偿控制。

优选的，步骤S1具体包括如下步骤：

步骤S101、以导弹为被控对象建立导弹控制闭环回路控制模型；

步骤S102、根据到导弹控制闭环回路模型选择相应的传统姿态驾驶仪，并对传统姿态驾驶仪的控制参数进行设计；