基于时延的高超声速飞行器终端滑模控制

论文摘要

针对吸气式高超声速飞行器(AHV)再入过程中的复杂非线性、动力学模型通道间存在的强耦合及气动力系数和气动力矩系数摄动,提出了一种结合时延补偿控制与终端滑模控制的姿态控制方法.首先,以AHV再入飞行姿态动力学模型为基础,考虑气动参数摄动产生的模型不确定性,建立了面向控制算法设计的AHV再入飞行数学模型;然后,基于多时间尺度理论将该数学模型分解为双环子系统;为两个子系统分别设计时延补偿改进终端滑模控制算法,用来完成AHV的再入姿态控制;在改进终端滑模控制的基础上,采用工程上易于实现的时延补偿控制对模型不确定性进行精确估计,并基于李雅普诺夫理论证明了姿态角和姿态角速度的跟踪误差在有限时间内收敛到零.本算法设计简单,无须补偿项部分已知且易于工程实现.仿真结果表明所设计的基于时延补偿的改进控制算法具有调整时间短(1 s以内)、超调量小和良好的跟踪精度等优点.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 梁捷,秦开宇,陈力

关键词: 吸气式高超声速飞行器,再入飞行段数学模型,气动参数摄动,时延补偿,改进终端滑模控制

来源: 华中科技大学学报(自然科学版) 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 航空航天科学与工程,自动化技术

单位: 电子科技大学航空航天学院,中国空气动力研究与发展中心,福州大学机械工程及自动化学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(11372073),四川省应用基础研究计划资助项目(2016JY0210)

分类号: V249;V448;TP273

DOI: 10.13245/j.hust.191113

页码: 71-76

总页数: 6

文件大小: 772K

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