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卜祥伟
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- 所属机构:空军工程大学防空反导学院
- 所在地区:陕西省 咸阳市
- 研究方向:自动化与计算机技术
- 发文基金:陕西省自然科学基金
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- 针对存在参数摄动的吸气式高超声速飞行器(AHV)弹性体模型,考虑执行机构幅值和速率受限问题,提出了一种基于辅助误差补偿策略的鲁棒反演控制方法。采用改进的辅助系统,保证了执行机构在幅值与速率同时达到饱和时闭环控制系统的稳定性和跟踪误差的有界性;采用有限时间收敛微分器(FD),实现了对虚拟指令及其一阶导数的有效估计,并在此基础上,设计非线性干扰观测器(NDO),对模型不确定项进行了平滑估计,进一步提高了控制精度。通过仿真,验证了所设计控制方法的有效性。
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- 针对高超声速飞行器参数不确定弹性体模型,提出了一种基于非线性干扰观测器的自适应反演控制器设计方法。将曲线拟合模型表示为严格反馈形式,采用反演方法设计控制器。采用动态面方法获取虚拟控制量的导数,避免了传统反演控制"微分项膨胀"问题。为了增强控制器的鲁棒性,基于二阶跟踪-微分器设计了一种新型非线性干扰观测器,以此对模型不确定项进行自适应估计和补偿。仿真结果表明,控制器对模型不确定性和气动弹性影响具有强鲁棒性,且能实现对速度和高度参考指令的稳定跟踪。
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- 针对高超声速飞行器轨迹最优跟踪控制问题,设计了基于反演控制的自适应动态规划控制器。将控制输入分为稳态跟踪控制与瞬态最优控制两部分。首先采用反演设计方法,引入有限时间收敛微分器对虚拟控制律的一阶导数进行估计,避免了"微分项膨胀"问题。其次,设计非线性干扰观测器对不确定项进行估计,保证了控制器的鲁棒性。然后,基于自适应动态规划设计瞬态最优控制器,引入模糊评价估计器逼近性能指标,实现了高超声速飞行器的近似最优控制。最后通过数字仿真,验证所设计控制方法的有效性及优势。
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