林常青，李學(xué)虎
后勤學(xué)院后勤指揮系，北京

摘　　　要：針對臨近空間飛行器中結(jié)構(gòu)未知的執(zhí)行器故障，提出一種基于滑模觀測器的容錯控制方法。采用Ｅｄｗａｒｄｓ�玻樱穑酰颍纾澹铮钣^測器結(jié)構(gòu)設(shè)計滑模觀測器，實現(xiàn)對執(zhí)行器故障的魯棒估計。根據(jù)所得的故障信息設(shè)計模型參考滑模容錯控制器，控制律的非線性增益分為兩部分，保證系統(tǒng)的魯棒容錯性能。一部分利用參數(shù)不確定的界值條件設(shè)計，一部分基于魯棒故障估計信息設(shè)計。基于李雅普諾夫穩(wěn)定性理論證明了系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明，該方法能有效實現(xiàn)對執(zhí)行器故障的魯棒估計，并保證故障條件下飛行器對參考模型的穩(wěn)定跟蹤性能，達(dá)到了期望的容錯效果。

關(guān)　鍵　詞：臨近空間飛行器；容錯控制；模型參考；滑模觀測器

１　引　言
臨近空間飛行器作為新一代的航空航天器，已成為世界各強(qiáng)國廣泛關(guān)注和研究的焦點［１�玻玻荨Ｊ茱w行速度及高度等復(fù)雜飛行條件，以及機(jī)體�舶l(fā)動機(jī)一體化設(shè)計結(jié)構(gòu)的影響，臨近空間飛行器中會發(fā)生不能精確建模的執(zhí)行器故障，嚴(yán)重破壞飛行器的動態(tài)特性，極大降低飛行器的穩(wěn)定性和可靠性［３�玻矗荨Ｒ虼耍�研究臨近空間飛行器的容錯控制問題具有重大意義，并已成為航空航天領(lǐng)域的熱點問題之一。滑模觀測器的滑動模態(tài)在故障情況下也不會遭到破壞，因此，基于滑模觀測器得到的故障估計信號能直接提供故障信息，便于在實際中應(yīng)用［５］。Ｅｄｗａｒｄｓ和Ｓｐｕｒｇｅｏｎ對滑模觀測器理論進(jìn)行了深入發(fā)展，利用滑模觀測器的“等效輸出誤差注入”信號實現(xiàn)對執(zhí)行器故障的估計［６］。為解決不確定系統(tǒng)中執(zhí)行器故障的魯棒估計問題，Ｈ∞ 思想、李雅普諾夫方程、線性矩陣不等式等方法得以應(yīng)用［７�玻梗荨ＥR近空間飛行器的容錯控制方法研究尚處于起步階段，成果不是很豐富。本文將采用Ｅｄｗａｒｄｓ�玻樱穑酰颍纾澹铮钣^測器結(jié)構(gòu)設(shè)計滑模觀測器，實現(xiàn)對未知執(zhí)行器故障的魯棒估計；進(jìn)而，基于此故障信息設(shè)計模型參考滑模容錯控制器，實現(xiàn)對故障的容錯處理。

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