高超声速飞行器的滑模预测控制方法

摘要：

针对高超声速飞行器非线性、强耦合、快时变、不确定性等特点,结合滑模控制鲁棒性强和预测控制可以显式处理约束条件的优点,提出了一种滑模预测控制器设计方法.首先,在平衡点将高超声速飞行器的纵向模型进行小扰动线性化,得到用于控制器设计的预测模型;然后,基于小扰动模型利用极点配置设计渐近稳定的滑模面,对滑模面进行预测并在性能指标中优化,通过矩阵变换将优化问题转化为二次规划问题,避免了常规滑模控制的高频切换,有效地克服了抖振现象.仿真试验表明:当存在参数不确定时,滑模预测控制能有效地克服干扰信号,实现速度和高度的精确跟踪,保证输入和状态均在约束范围之内;稳态时系统误差趋近于滑动面并且一直处在这个滑模面上,不存在抖振现象.

关键词：高超声速飞行器、滑模变结构控制、滑模预测控制、鲁棒性

所属期刊栏目：48

分类号：TJ765.2(火箭、导弹)

资助基金：国家自然科学基金资助项目60972146,60602025

在线出版日期：2014-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：67-72