[发明专利]一种基于固定时间收敛观测器的垂直起降重复使用运载器姿态跟踪控制方法

摘要

本发明涉及一种基于固定时间收敛观测器的垂直起降重复使用运载器姿态跟踪控制方法，属于飞行器控制技术领域。该方法推导了基于再入坐标系下的姿态跟踪误差状态方程，将系统除控制力矩以外的所有建模动态和未建模动态当作系统扰动处理，转化为二阶双积分状态方程，从而简化了系统的复杂度。

主权项

1.一种基于固定时间收敛观测器的垂直起降重复使用运载器姿态跟踪控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：步骤一：建立垂直起降重复使用运载器大气层内飞行段的制导律，将所述过载制导指令统一转化为姿态制导指令；所述姿态制导指令包括攻角、侧滑角及倾侧角，步骤二：建立垂直起降重复使用运载器大气层内栅格舵控制飞行段的姿态动力学模型，将所述姿态动力学模型与步骤一所述姿态制导指令作差比较获得姿态跟踪误差状态方程；步骤三：建立具有固定时间收敛特性的扩张状态观测器，实现对状态量和系统总扰动量的同时估计；步骤四：利用步骤三所述扩张状态观测器观测获得的状态量和实际测量的信息，建立具有固定时间收敛特性的非奇异终端滑模面；步骤五：利用步骤四所建立的所述非奇异终端滑模面和步骤三所述具有固定时间收敛特性的扩张状态观测器获得状态估计值和扰动估计值；利用所述所状态估计值和扰动估计值建立具有固定时间收敛特性的非奇异快速终端滑模控制律，从而实现姿态角误差及其导数在事先确定的时间内收敛至零。