高超声速飞行器非线性干扰观测器动态面滑模控制.pdf

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1、第16卷第3期空军工程大学学报(自然科学版)VolI16No．32015年6月JOURNALOFAIRFORCEENGINEERINGUNIVERSITY(NATURALSCIENCEEDITION)Jun．2O15高超声速飞行器非线性干扰观测器动态面滑模控制梁帅，孙秀霞，刘树光，刘El，唐强(1．空军工程大学航空航天工程学院，西安，710038；2．西安飞行自动控制研究所，西安，710065)摘要针对高超声速飞行器纵向模型具有高度非线性、多变量耦合以及参数不确定等特点，出一种基于非线性干扰观测器的高超声速飞行器动态面滑模控制方案。利用非线性干扰观器观测未知干扰，并通过动态面滑

2、模设计控制器使观测误差指数收敛，针对高度和速度进行稳定性分析，采用动态逆的方法设计速度控制器，控制律的设计保证了闭环系统的半全局一稳定。仿真结果表明，该控制方案能够有效地的克服非线性干扰的影响，提高系统的鲁棒性。关键词非线性干扰观测器；高超声速飞行器；动态面滑模控制；鲁棒性DOI10．3969／j．issn．1009—3516．2015．03．002中图分类号V249．122．1文献标志码A文章编号1009—3516(2015)03-0007—05ANewDynamicSurfaceSlidingModeControlSchemeforHypersonicAircraftBas

3、edonNonlinearDisturbanceObserverLIANGShuai，SUNXiuxia，LIUShuguang，LIURi，TANGQiang(1．AeronauticsandAstronauticsEngineeringCollege，AirForceEngineeringUniversity，Xian710038，China；2．KeyLaboratoryofIntegratedAircraftControl，XianFlightAutomaticControlResearchInstitu—te，Xian710065，China)Abstract：Aim

4、edatthatlongitudinalhypersonicvehiclemodelhassomefeaturessuchashighnonlinearity，提测了致multivariablecouplingandparameteruncertainty，etc．，anewdynamicsurfaceslidingmodecontrolschemeforhypersonicaircraftbasedonnonlineardisturbanceobserverisproposed．Intheschemenonlin—eardisturbanceobserverisusedfor

5、observingtheunknownnonlineardisturbanceandtheobserverisinex—ponentialconvergencebyselectingthedesignparameters，thenthedynamicsurfaceslidingmodecontrolisdesigned，andtheproposedcontrolschemecanbeadoptedtoguaranteethesemi—consistentandstableglobalsystem．Simulationresultsdemonstratethattheuseoft

6、heproposedcontrolschemecaneffectivelyovercomethenonlineardisturbanceandenhancetherobustperformanceofthesystem．Keywords：nonlineardisturbanceobserver；hypersonicaircraft；dynamicsurfaceslidingcontrol；robust—nPSS高超声速飞行器一般指飞行马赫数Ma>5，可在大气层和跨大气层内实现高速飞行的飞行器，收稿日期：2014—09—15基金项目：航空科学基金资助项目(20135896025)

7、作者简介：梁帅(1990一)，男，安徽毫州人，硕士生，主要从事飞行控制、非线性控制研究．E—mail：kglsl228@126．corn引用格式：粱帅，孙秀霞，棚树光，等．高超声速飞行器非线性干扰观漶器动态面滑模控镧CJ]．空军I程大学学报：自然科学版，2015，16(2)：7—11．LIANGShuai，SUNXiuxia，LIUShuguang，eta1．ANewDynamicSurfaceSlidingModeControlScheme[orHypersonicAircraftBase