準連續(xù)高階滑模在高超聲速飛行器控制器設計中的應用.pdf

1、高超聲速飛行器技術是航空和航天技術發(fā)展到一定階段相結(jié)合的產(chǎn)物,是多學科,各種前沿技術的集合。高超聲速飛行器控制技術是高超聲速飛行器關鍵技術之一。高超聲速飛行器模型具有高度非線性、強耦合性、不確定性等特點,是控制設計研究中的難點。
　　本文針對高超聲速飛行器縱向非線性模型,采用精確線性化方法在給定的飛行平衡點對輸入/輸出關系進行精確線性化,在此線性化模型基礎上,設計準連續(xù)高階滑?？刂破?仿真分析顯示控制算法能很好的保證飛行的穩(wěn)定性以

2、及控制指令的跟蹤。為了提供構造準連續(xù)高階滑?？刂破魉璧母唠A導數(shù),設計了有限時間收斂精確魯棒微分器,并通過仿真三階和四階微分器的動態(tài)性能,說明了微分器階次及其收斂時間和精度之間的關系。最后,通過對參數(shù)不確定性的仿真分析,驗證了準連續(xù)高階滑?？刂扑惴ǖ聂敯粜阅?并且在不確定性情況下,動態(tài)響應特性并未出現(xiàn)明顯變化。為了驗證準連續(xù)高階滑模的性能,將準連續(xù)高階滑模算法分別與傳統(tǒng)滑模、最優(yōu)控制、反步法等算法相互對比,結(jié)果顯示了準連續(xù)高階滑模的收斂

3、時間明顯快于其它算法,而在收斂精度上,準連續(xù)高階滑模比其它算法要高一個量級。另外,仿真分析中也發(fā)現(xiàn),在對平衡點線化的高超聲速縱向模型的基礎上設計的控制算法中,準連續(xù)高階滑模算法能適用更加寬廣的飛行速度和高度范圍。因此,在設計全速域控制算法時,使用準連續(xù)高階滑?？刂扑惴▽⒂兄跍p少控制器的數(shù)量。
　　綜上所述,本文對準連續(xù)高階滑模在平衡點線化高超聲速縱向模型上的應用進行了較全面的分析,針對其構建方式、參數(shù)選擇等設計過程進行了細致的討