1 南京航空航天大学自动化学院，南京 210016
2 桂林航天工业学院电子信息与自动化学院，广西 桂林 541004
针对高超声速飞行器存在参数不确定性的问题，设计了双幂次滑模反演控制器。首先，将高超声速飞行器动力学模型表示为严反馈形式，在反演设计的过程中采用动态面控制的方法避免微分膨胀问题;其次，在反演控制的基础上结合了滑模控制方法，并在滑模控制中采用双幂次趋近律以消除抖振的影响。基于Lyapunov稳定性原理证明了方法的稳定性。仿真结果表明，在考虑较大参数不确定性的情况下，基于反演控制的双幂次滑模控制器实现了高度和速度的稳定跟踪。
高超声速飞行器 双幂次趋近律 滑模控制 反演控制 hypersonic vehicle double-power approaching law sliding mode control backstepping control
高性能飞行器因其自身特殊的飞行特性, 模型非线性强、参数强耦度高, 飞行控制器的设计有较大难度。传统滑模控制方法在设计非线性系统控制器时具有易实现、鲁棒性强的特点, 但系统状态容易出现抖振, 导致控制效果降低。针对上述问题, 设计了基于快速双幂次的单向辅助面滑模控制器,证明了系统状态的收敛条件。将飞行器纵向模型分解为高度、速度、姿态角以及姿态角速率4个回路, 并依次设计控制器。仿真表明, 所提控制器设计方法能够有效对飞行器纵向状态进行控制, 且能有效抑制系统抖振。
飞行器 单向辅助面 快速双幂次趋近律 滑模控制 aircraft unidirectional auxiliary surface fast double-power reaching law sliding mode control
针对传统滑模控制方法和传统滑模趋近律在喷水推进型水面无人艇的航向控制中存在收敛速度慢、耗时长和抖振严重等缺点, 提出一种基于新型幂次趋近律的终端滑模控制方法。首先利用终端滑模控制思想在滑动超平面的设计中引入非线性函数, 构造Terminal滑模面, 在终端滑模控制提高动态响应速度的前提下, 进而引入改进的新型幂次趋近律,充分结合终端滑模的控制理论和新型趋近律的思想设计了新型Terminal滑模控制器, 最后进行了Lyapunov稳定性证明和仿真。仿真结果表明,设计的新控制器与传统幂次趋近律、指数趋近律相比,具有更快的收敛速度和更好的运动品质。
无人艇 终端滑模控制 航向 幂次趋近律 指数趋近律 unmanned surface vehicle terminal sliding mode control course power reaching law Terminal Terminal exponential reaching law
针对连续非线性系统, 采用一种基于幂次趋近律的单向辅助面滑模控制方法。首先依据给定的连续非线性系统, 设计单向辅助面滑模控制器, 并在此基础上, 引入了幂次趋近律, 设计基于幂次趋近律的单向辅助面滑模控制器, 且给出稳定性和有限时间收敛的理论证明。该方法能够确保系统状态在切换面附近的趋近速度, 即当且仅当系统状态位于原点处时趋近律为零, 较好地削弱了系统抖振。最后, 通过实验仿真, 验证了该方法的有效性。
滑模控制 非线性系统 单向辅助面 幂次趋近律 sliding mode control nonlinear system unidirectional auxiliary surface power reaching law
