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1、高阶滑模控制及其在飞行控制中的应用综述第28卷第1期2011年战术导弹控制技术ContmlTechnologyofTacticalMissileVo1.28No.120l1高阶滑模控制及其在飞行控制中的应用综述范金锁,张合新,王新国.,王桂明(1.第二炮兵工程学院301教研室,西安710025;2.91515部队二大队.三亚572016)摘要:根据飞行控制系统特点和系统存在强扰动的普遍性,结合高阶滑模控制在消除系统抖振及增强鲁棒性方面的突出优点,对高阶滑模控制理论做了简单叙述,重点介绍了高阶滑模在飞行控制系统设计中的应用.研究表明,较之传统滑模控制,高阶滑模控制在导弹控
2、制系统设计中具有更广阔的应用前景.关键词:抖振;传统滑模控制;高阶滑模;飞行器控制中国分类号:TP273文献标识码:A文章编号:(2011)01—012—4AsurveyofhigherorderslidingmodecontrolanditsapplicationsinflightcontrolFANJin—Silo,ZHANGHe—xin,WANGXin—guo.,WANGGui—ming~(1.301Section,SecondArtilleryEngineeringColl,Shanxi710025,China;2.2ndteam,91515militaryun
3、it,Hainan572016,China)Abstract:Accordingtothestrongperturbsexistinflightcontrolsystemanditscharacteristics,asurveyofHigherOrderSlidingModeControlisdoneinthepapercombinedwiththeoutstandingvirtueineliminatingchatteringandenhancingrobustness.Theapplicationsofhigherorderslidingmodecontrolinm
4、issilecontrolaremainlyintro—ducedhere.Researchshowsthatcomparedwithtraditionalslidingmodecontrol,higherorderslidingmodecontrolhasamorecapaciousapplicationforeground.Keywords:chattering;traditionalslidingmodecontrol;higherorderslidingmode;missilecontrol引言飞行器飞行过程中.空气密度及飞行器速度变化很大,动力学参数变化剧烈;
5、通道间的耦合作用非常严重,即表现出强烈的多变量耦合和非线性,而且伴随着其它未知干扰的不确定,因此飞行器控制系统需要具有很强的鲁棒性.滑模控制(SMC)以其独特的优点,如对干扰,参数变化的免疫性,为不确定性系统提供了一种高效的控制系统综合方法,因此非常适用于飞行控制系统.但是SMC中的固有高频切换即"抖振"现象给滑模变结构控制在实际飞行控制系统中的应用带来了困难【.国内外学者在克服或削弱滑模控制系统的抖振方面作了大量的探索.如采用边界层内的正则化,结合模糊控制,神经网络等先进控制思想进行切换函数的设计.这些连续近似方法对削弱抖振都起到了一定的作用.也使系统得到了较好的控制
6、性能,但收稿日期:2010—10—25;修回日期:2010—11—10作者简介:范金锁(1982一),男,博士研究生.研究领域为导航,制导与控制.第1期高阶滑模控制及其在飞行控制中的应用综述13它们都已经不是理论上理想的滑模控制器.而是被一些特殊的控制器所替代的近似滑模控制器.正如国际着名的滑模控制专家Utkin在2002年12月举行的第六届国际滑模控制会议上指出的那样.应该从滑模控制系统理论和应用对象本身来寻求克服"抖振"缺陷的有效方法.而不是将其它控制方法与滑模控制混为一团.为此,一些学者提出了高阶滑模控制(HOSMC)思想.1高阶滑模控制研究现状HOSMC是传统滑
7、模控制方法的进一步推广,其设计思想是将不连续的反馈控制输入作用在滑动模的高阶导数上,而不像传统滑模控制将不连续的反馈控制输入作用在滑动模的一阶导数上,这样不仅可以大大削弱系统切换时的抖振.同时HOSM考虑了系统高阶动态特性,即便在系统装置与控制装置存在某些缺陷时,仍可确保其具有较高的控制准确度.传统滑模控制实质上是H0SM控制的一种特殊情形:滑动阶为1.二阶滑模控制作为H0SMC的一种.是当前滑模控制的研究热点.Levant在其论文中提出了高阶滑模的思想[7-9],系统地提出了二阶滑模控制算法并进行了二阶滑模控制精度的准确估计.他将不连续
