基于動態(tài)面的高超聲速飛行器模糊自適應(yīng)控制方法研究.pdf

1、高超聲速飛行器因其飛行馬赫數(shù)高而著稱。由于高超聲速飛行器飛行速度快、突防能力強(qiáng)、可重復(fù)利用,因此無論在軍事還是民用上都具有很高的研究價值。但是不容忽視的是,高超聲速飛行器模型非線性程度高、耦合性強(qiáng)、不確定因素多,這為控制器設(shè)計制造了諸多難題,近年來也成為國內(nèi)外研究的核心內(nèi)容。在此背景下,本文針對高超聲速飛行器模型,為了使其能夠?qū)崿F(xiàn)高度/速度以及姿態(tài)角的準(zhǔn)確跟蹤,依次展開了以下三方面的研究:
　　針對高超聲速飛行器模型中參數(shù)攝動所引

2、起的不確定問題,利用基于動態(tài)面的模糊自適應(yīng)非線性方法,分別為高度和速度子系統(tǒng)設(shè)計了控制器。針對飛行器模型簡化后的不確定函數(shù)項(xiàng),通過模糊自適應(yīng)方法進(jìn)行在線逼近;而對于虛擬控制增益函數(shù)不確定可能造成的控制器奇異問題,則采用Nussbaum增益技術(shù)進(jìn)行處理;最后為了避免對虛擬指令的反復(fù)復(fù)雜求導(dǎo),應(yīng)用動態(tài)面方法加以解決。穩(wěn)定性分析說明了該控制方法可以保證系統(tǒng)的一致漸進(jìn)穩(wěn)定性。
　　針對由于參數(shù)攝動以及外界擾動所引起的不確定問題,以及在線自

3、適應(yīng)參數(shù)過多的情況,提出了基于ISS和小增益定理的模糊自適應(yīng)魯棒控制方法。對于模型簡化后的不確定項(xiàng),采用模糊系統(tǒng)來在線逼近,將建模等誤差使用自適應(yīng)來逼近它的界以在控制律中進(jìn)行抵消,而跟蹤誤差z相關(guān)項(xiàng)使用?來刻畫,最后針對所構(gòu)成的互聯(lián)系統(tǒng)使用輸入-狀態(tài)穩(wěn)定以及小增益定理來進(jìn)行穩(wěn)定性分析,此法不僅可以避免控制器奇異,還可以將每一步的自適應(yīng)參數(shù)成功地降為2個。穩(wěn)定性分析說明了該控制方法可以保證系統(tǒng)的一致漸進(jìn)穩(wěn)定性。
　　針對姿態(tài)角模型中