无虚拟控制律的高超声速飞行器新型模糊控制

作     者：李广剑 何广军 吴亚晖 李兴格 Li Guangjian;He Guangjun;Wu Yahui;Li Xingge

作者机构：空军工程大学防空反导学院西安710051 空军预警学院雷达士官学校武汉430345 

出 版 物：《航天控制》 (Aerospace Control)

年 卷 期：2020年第38卷第4期

页      面：40-48页

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] 

主　　题：吸气式高超声速飞行器 模糊逼近器 自适应控制 范数估计策略 鲁棒性 

摘      要：针对弹性体模型的吸气式高超声速飞行器(Air-breathing Hypersonic Vehicle;AHV)飞行过程中存在的外部未知扰动和不确定性,提出了一种无需虚拟控制律的新型模糊控制方法。首先,基于飞行器的纵向模型,将控制系统分解为速度子系统和高度子系统;然后对于每个子系统,仅采用一个模糊逼近器对系统的总不确定项进行逼近,摆脱了传统鲁棒控制对于精确模型的依赖,并保证系统的鲁棒性能。与含有虚拟控制律的传统反演控制相比,本文的虚拟控制律仅应用于系统稳定性分析,无需繁琐解算,仅按实际控制律需要执行。采用范数估计策略为模糊系统权系数参数向量的范数设计自适应律,保证了实时性的同时大大减少了逼近过程的学习量。最后通过仿真分析,在引入参数摄动的条件下,对系统输入的参考速度和参考高度进行跟踪控制,验证了控制器的鲁棒性和稳定性。