基于扩张状态观测器和反步法的非线性超空泡航行体纵向控制
Longitudinal control of nonlinear supercavitating vehicle based on extended state observer and backstepping method作者机构：南开大学人工智能学院天津300350 天津市智能机器人重点实验室天津300350
出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)
年 卷 期：2023年第40卷第2期
页 面：373-380页
核心收录：
学科分类：08[工学] 082402[工学-轮机工程] 0835[工学-软件工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化]
基 金：国家自然科学基金项目(61973175 62073177 61973172)资助
主 题：空泡记忆效应 超空泡航行体 非线性系统 反步控制 线性扩张状态观测器 Lyapunov分析
摘 要：考虑空泡记忆效应的超空泡航行体控制难度较大,主要体现在滑行力的强非线性、模型中的时延特性以及运动中的未知扰动.对于此类多输入多输出的复杂非线性系统,利用传统反步法控制器设计思想,将其改进以适用于超空泡航行体的纵向运动控制.为了对系统模型中存在的未知扰动进行观测补偿,本文设计了线性扩张状态观测器(LESO),将扰动估计值与控制器设计相结合,使用Lyapunov方法分析系统稳定性.最后在不同条件下进行仿真,结果验证了所设计的LESO估计未知扰动的准确性,以及所提控制方法对超空泡航行体纵向控制的有效性.
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