控制理论与应用

作者：王应洋,张鹏,郭庆,丛继平,苏茂宇

单位：空军工程大学装备管理与无人机工程学院,空军工程大学装备管理与无人机工程学院,空军工程大学装备管理与无人机工程学院,中国人民解放军93525部队,中国人民解放军93057部队

关键词：无尾飞行器; 轨迹跟踪; 非仿射模型; 滑模控制; 非线性动态逆

基金：国家自然科学基金项目(62103439), 无人飞行器技术全国重点实验室, 陕西省高校青年创新团队资助.

无尾飞行器(TAV)是未来穿透性制空作战的重要力量. 目前, TAV研究尚处在气动设计与姿态控制阶段, 轨迹跟踪控制研究较少. 本文针对具有模型参数与结构不确定性的TAV轨迹跟踪控制问题进行研究. 由于TAV气动特性复杂, 航迹角微分方程具有很强的非仿射特性, 传统的伪仿射转换方法可能导致控制器失效. 为此, 本文从模型建立、模型转换与控制器设计3方面入手设计适应性强的轨迹跟踪控制器. 首先, 针对平动与转动子系统分别建立面向控制器设计的非仿射与仿射模型. 然后, 通过分析泰勒展式与不等式约束两种方式处理非仿射函数的利弊, 提出一种模型伪仿射转换新方法, 保留模型非仿射特性的同时避免控制律失效. 针对平动子系统, 基于非仿射模型设计滑模控制器; 针对转动子系统, 基于反推法设计非线性动态逆控制器. 最后, 在执行器幅值与带宽受限下, 设计考虑矢量推力的复合控制分配方法. 所设计的控制器不仅能实现稳定的轨迹跟踪控制, 还具有很强的鲁棒性, 仿真结果证明了控制器的有效性.

来源：2026年第5期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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