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飞行力学2024年第01期:基于非线性模型预测控制的火箭垂直回收姿态控制方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:徐倩;相岩;王正;唐胜景;

单位:北京宇航系统工程研究所;北京理工大学宇航学院;飞行器动力学与控制教育部重点实验室;北京空天技术研究所;

摘要:针对火箭垂直回收着陆段强扰动、强参数不确定性、箭体姿态动力学高动态变化的飞行特性,提出了一种基于非线性模型预测控制的火箭垂直回收姿态控制方法。首先,基于四元数构建姿态控制数学模型;然后,在非线性模型预测控制框架下求解控制指令;同时,引入反馈校正机制与变时域策略以提升控制精度,进一步利用ESO观测扰动。仿真结果表明,控制器响应速度快、跟踪精度高,观测器能够有效观测并补偿扰动,具有较强的扰动鲁棒性。

关键词:运载火箭;垂直回收;非线性模型预测控制;姿态控制