航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2015年
7期
2372-2380
,共9页
刘宇超%郭建国%周军%王国庆
劉宇超%郭建國%週軍%王國慶
류우초%곽건국%주군%왕국경
Terminal滑模控制%高超声速飞行器%观测器%鲁棒控制%Lyapunov稳定性
Terminal滑模控製%高超聲速飛行器%觀測器%魯棒控製%Lyapunov穩定性
Terminal활모공제%고초성속비행기%관측기%로봉공제%Lyapunov은정성
terminal sliding mode%hypersonic vehicle%observer%robust control%Lyapunov stability
为了提高Terminal滑模的收敛速度,避免滑模控制器奇异,首先分析Terminal滑模控制器出现奇异的原因,提出了一种新型非奇异快速Terminal滑模,其收敛速度在任意点均快于双幂次形式的Terminal滑模,并给出收敛时间公式.基于此,又改进了一种结构更为简单的非奇异快速Terminal滑模.针对高超声速飞行器姿态模型,利用新型快速Terminal滑模,采用干扰观测器逼近姿态的复合干扰,设计了高超声速飞行器内、外回路Terminal滑模控制器.采用一阶滤波器,消除了由Terminal滑模所导致最终控制器的奇异问题;基于Lyapunov稳定性理论,严格证明了飞行器姿态内、外回路系统的有限时间稳定.最后,通过飞行器在气动参数标称与拉偏情况下的数字仿真,验证了设计方案的有效性.
為瞭提高Terminal滑模的收斂速度,避免滑模控製器奇異,首先分析Terminal滑模控製器齣現奇異的原因,提齣瞭一種新型非奇異快速Terminal滑模,其收斂速度在任意點均快于雙冪次形式的Terminal滑模,併給齣收斂時間公式.基于此,又改進瞭一種結構更為簡單的非奇異快速Terminal滑模.針對高超聲速飛行器姿態模型,利用新型快速Terminal滑模,採用榦擾觀測器逼近姿態的複閤榦擾,設計瞭高超聲速飛行器內、外迴路Terminal滑模控製器.採用一階濾波器,消除瞭由Terminal滑模所導緻最終控製器的奇異問題;基于Lyapunov穩定性理論,嚴格證明瞭飛行器姿態內、外迴路繫統的有限時間穩定.最後,通過飛行器在氣動參數標稱與拉偏情況下的數字倣真,驗證瞭設計方案的有效性.
위료제고Terminal활모적수렴속도,피면활모공제기기이,수선분석Terminal활모공제기출현기이적원인,제출료일충신형비기이쾌속Terminal활모,기수렴속도재임의점균쾌우쌍멱차형식적Terminal활모,병급출수렴시간공식.기우차,우개진료일충결구경위간단적비기이쾌속Terminal활모.침대고초성속비행기자태모형,이용신형쾌속Terminal활모,채용간우관측기핍근자태적복합간우,설계료고초성속비행기내、외회로Terminal활모공제기.채용일계려파기,소제료유Terminal활모소도치최종공제기적기이문제;기우Lyapunov은정성이론,엄격증명료비행기자태내、외회로계통적유한시간은정.최후,통과비행기재기동삼수표칭여랍편정황하적수자방진,험증료설계방안적유효성.
