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作者：任鑫磊;曲俐鹏;卢盼;王琪;丛戎飞;丁智坚;
单位：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所;
摘要：随着航空航天技术的变革，低成本、高安全性、可重复使用是新一代飞行器的发展目标，先进的控制技术是实现这一目标的有效手段之一。针对可重复使用水平着陆飞行器无动力进场问题开展研究，考虑进场着陆阶段发动机不产生动力，仅依靠舵面实现操控的情况，设计改进自抗扰比例-积分-微分串联控制器(IADRC-PID)实现飞行器无动力进场着陆段轨迹跟踪。首先根据飞行器整体结构左右对称的特点，基于传统纵剖平面三自由度运动模型，搭建飞行器纵向/横向双通道小扰动线性化运动模型，接着采用分段函数设计进场着陆段轨迹，该轨迹分为进场巡航段、陡下滑段、浅下滑段和指数拉起段，并构造五次多项式对高度航程曲线进行平滑性处理。结合传统非线性跟踪微分器(TD)的优点，构建改进有限时间收敛跟踪微分器(IFD)和改进高阶滑模跟踪微分器(IHSMD)。为消除信号突变对控制精度的影响，引入正弦函数优化非线性函数fal(·),构建串联控制器(IADRC-PID)实现飞行器纵剖平面速度/高度跟踪。最后基于Simulink平台搭建仿真模型，引入横侧风扰动，进一步验证所提出方法的可行性，结果表明设计的轨迹跟踪控制器能够对无动力进场着陆段轨迹进行准确、稳定的跟踪。
关键词：无动力进场着陆段轨迹设计;;比例-积分-微分控制器;;自抗扰控制器;;轨迹跟踪
