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高超声速飞行器的滑模预测控制方法
【作者】 高海燕 ; 蔡远利
【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
【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。
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