準(zhǔn)連續(xù)高階滑模在高超聲速飛行器控制器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf

1、高超聲速飛行器技術(shù)是航空和航天技術(shù)發(fā)展到一定階段相結(jié)合的產(chǎn)物,是多學(xué)科,各種前沿技術(shù)的集合。高超聲速飛行器控制技術(shù)是高超聲速飛行器關(guān)鍵技術(shù)之一。高超聲速飛行器模型具有高度非線性、強(qiáng)耦合性、不確定性等特點(diǎn),是控制設(shè)計(jì)研究中的難點(diǎn)。
　　本文針對(duì)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(diǎn)對(duì)輸入/輸出關(guān)系進(jìn)行精確線性化,在此線性化模型基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)準(zhǔn)連續(xù)高階滑模控制器,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(gòu)造準(zhǔn)連續(xù)高階滑?？刂破魉璧母唠A導(dǎo)數(shù),設(shè)計(jì)了有限時(shí)間收斂精確魯棒微分器,并通過(guò)仿真三階和四階微分器的動(dòng)態(tài)性能,說(shuō)明了微分器階次及其收斂時(shí)間和精度之間的關(guān)系。最后,通過(guò)對(duì)參數(shù)不確定性的仿真分析,驗(yàn)證了準(zhǔn)連續(xù)高階滑模控制算法的魯棒性能,并且在不確定性情況下,動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性并未出現(xiàn)明顯變化。為了驗(yàn)證準(zhǔn)連續(xù)高階滑模的性能,將準(zhǔn)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(duì)比,結(jié)果顯示了準(zhǔn)連續(xù)高階滑模的收斂

3、時(shí)間明顯快于其它算法,而在收斂精度上,準(zhǔn)連續(xù)高階滑模比其它算法要高一個(gè)量級(jí)。另外,仿真分析中也發(fā)現(xiàn),在對(duì)平衡點(diǎn)線化的高超聲速縱向模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的控制算法中,準(zhǔn)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(shè)計(jì)全速域控制算法時(shí),使用準(zhǔn)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(duì)準(zhǔn)連續(xù)高階滑模在平衡點(diǎn)線化高超聲速縱向模型上的應(yīng)用進(jìn)行了較全面的分析,針對(duì)其構(gòu)建方式、參數(shù)選擇等設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了細(xì)致的討