基于有限时间预设性能的高超声速飞行器反演控制

作     者：韦俊宝 李海燕 李静 董海迪 WEI Jun-bao;LI Hai-yan;LI Jing;DONG Hai-di

作者机构：海军工程大学兵器工程学院武汉430000 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2023年第38卷第6期

页      面：1593-1601页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 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(62101579) 中国博士后科学基金项目(2015M572693) 

主　　题：高超声速飞行器 预设性能 有限时间收敛 反演控制 干扰观测器 

摘      要：针对存在参数不确定以及外界干扰的高超声速飞行器跟踪性能问题,提出一种基于有限时间预设性能的反演控制方案.首先,为便于控制器设计,将高超声速飞行器模型划分为速度和高度子系统,针对子系统分别设计预设性能控制器以提高系统的瞬态和稳态性能;然后,通过设计一种有限时间性能函数,使得跟踪误差能够在预设时间内收敛至稳态值;接着,考虑到反演设计中虚拟指令导数难以获取以及干扰项对系统的影响,基于干扰观测器提出一种扰动估计方法,目的是在取得良好的观测扰动效果的同时,使得控制器设计流程简化、复杂度降低;最后,基于Lyapunov稳定理论证明系统的跟踪误差最终一致有界,并通过仿真验证该方法的有效性.