非最小相位高超声速飞行器的动态滑模镇定控制

作     者：王雨潇 丰航 赵昱宇 孙明玮 

作者机构：南开大学人工智能学院 中国民航大学电子信息与自动化学院 

出 版 物：《国防科技大学学报》 (Journal of National University of Defense Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62003351 62003352) 中国民航大学科研启动基金资助项目(2020KYQD11) 

主　　题：高超声速飞行器 非最小相位 零动态 Byrnes-Isidori标准型 动态积分滑模控制 

摘      要：针对高超声速飞行器非最小相位特性带来的零动态不稳定问题，提出基于B-I(Byrnes-Isidori) 标准型的模型变换方法，实现系统内外动态的解耦。设计了一种动态积分滑模镇定控制方法，构建包含内、外部状态和动态参数变量的增广系统。提出滑模控制参数整定方法实现增广系统的闭环极点配置，使得不同工况和摄动条件下增广系统保持动态稳定，同时外部输出误差平衡点始终为零。所提出方法可实现在外部输出精确跟踪的同时镇定不稳定零动态，实现非最小相位高超声速飞行器的纵向轨迹稳定跟踪控制。给出了控制方法的Lyapunov稳定性证明，并进行了恒动压轨迹跟踪和蒙特卡罗仿真。仿真结果表明，动态积分滑模控制方法在摄动条件下保持了较好的跟踪精度和鲁棒性，同时可以有效地镇定系统零动态。