高超声速飞行器有限时间LPV滑模控制器设计
Design offinite-time LPV sliding mode controller for hypersonic vehicle作者机构：火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 西北工业大学航天学院西安710072 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150080
出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)
年 卷 期：2019年第51卷第4期
页 面：107-114页
核心收录：
学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程]
基 金：国家自然科学基金(61773387 61503392 61503393) 中国博士后科学基金(2017T100770 2016M590971)
主 题：高超声速飞行器 LPV系统 有限时间控制 时变滑模 状态反馈
摘 要：高超声速飞行器在机动飞行时易受到外界扰动,若采用传统的状态反馈控制方法,闭环控制系统极易引起振荡,无法满足机动飞行指令信号跟踪的精度要求;若采用传统的滑模控制方法,由于系统存在奇异值的问题,且计算过程较为复杂,控制系统不易于实现.针对上述问题,考虑高速机动飞行控制实际要求,提出了一种基于有限时间时变滑模的线性变参数(LPV)控制器设计方法并应用于高超声速飞行控制.首先不考虑外界扰动,通过传统的状态反馈控制方法使系统保持稳定.然后,在扰动存在的情况下,通过选取一个特殊的滑动函数,设计有限时间时变滑模控制律.为减小系统的抖振现象,引入饱和函数来替换控制律中的符号函数.经理论推导证明了闭环系统中的所有信号都是有界的,并且可以在预定的时间内将跟踪误差控制在零点的一个很小的邻域范围内.仿真验证结果表明,高超声速飞行器机动飞行条件下的状态量可在有限时间内稳定跟踪参考指令信号,且有效地抑制了闭环系统的振荡现象,验证了本方法所设计控制器的有效性.
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