高超声速飞行器非线性H∞姿态控制设计
2011-07-19周凤岐郭建国
哈尔滨工业大学学报 2011年9期
王 延,周凤岐,周 军,郭建国
(西北工业大学 精确制导与控制研究所,710072 西安,wangyan991926@sina.com)
由式(1)可得:
那么式(2)中的各个函数计算为
闭环非线性系统式(2),式(9)渐近稳定.
2)当w≠0,得出
高超声速飞行器非线性H∞姿态控制设计
王 延,周凤岐,周 军,郭建国
(西北工业大学 精确制导与控制研究所,710072 西安,wangyan991926@sina.com)
针对高超声速飞行器倾斜转弯姿态跟踪控制问题,将非线性耦合系统的姿态跟踪控制表述为非线性H∞控制的指令误差状态空间实现形式.基于非线性系统γ-耗散性及L2增益设计准则,设计满足Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式的光滑可微储能函数.在一定假设条件下,利用非线性系统在局部空间内线性伴随系统的Riccati微分方程,获得非线性H∞控制问题在邻近指令误差状态空间的局部空间解,来解决非线性耦合系统的H∞控制问题.实验结果表明,该方案避免了复杂的Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式求解过程.
高超声速飞行器;非线性H∞控制;L2增益;Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式
高超声速飞行器控制问题中稳定性、控制性能以及鲁棒性等是其主要关心的问题.目前对高超声速飞行器鲁棒控制研究大部分集中在纵向模态,且大部分都是以忽略模型之间相互耦合影响为前提的[1-3],而非线性鲁棒控制方法普遍是基于动态逆或基于微分几何精确反馈线性化的控制策略[4-7].
基于微分几何的精确反馈线性化过程中要进行大量繁琐的高阶微分运算,动态逆方法对建模误差非常敏感[8],需要实现系统精确建模.倾斜转弯技术能够适应高超声速飞行器气动……
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