高超聲速飛行器非線性巡航控制器設計
摘要：飛行器高超聲速定速巡航時,面臨著嚴重的氣動熱彈性問題,同時系統伴有匹配不確定性、非匹配不確定性以及外界擾動的問題,為了應對上述問題,提出了一種指令濾波積分動態面Backstepping滑模控制方法,首先該方法采用指令濾波處理Backstepping的計算膨脹問題,然后引入滑模控制來解決外界擾動和匹配不確定性問題;考慮到降低滑模控制引起的抖動,同時處理非匹配不確定性問題,利用高階滑模的思想,在每一個控制回路中增加一個附加虛擬控制狀態方程,并將控制的輸出作用在一個積分器上,這樣不僅可以降低滑模控制器的抖動,還可以利用自適應Backstepping方法處理不匹配不確定性問題;然而引入附加控制狀態方程會增加系統的階次,這使得利用Backstepping方法設計控制器時的復雜性有所增加,為此采用動態面的方法來解決這一復雜性增加的問題。最后從整體上證明了所提方法的全局穩定性,并通過仿真實驗驗證了該方法的魯棒性和有效性。
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