本書在深入分析高超聲速飛行器模型特性的基礎(chǔ)上，重點對高超聲速飛行器巡航段的穩(wěn)定跟蹤控制及再人段的姿態(tài)控制問題進(jìn)行研究。全書以實際工程為背景，所研究問題均來源于實際，如彈性和非*小相位影響下的高超聲速飛行器的穩(wěn)定跟蹤控制問題、多約束及不確定影響下的再入軌跡姿態(tài)協(xié)同控制問題等。通過提煉關(guān)鍵科學(xué)問題，本書有針對性地提出了基于滑�？刂啤⒎床娇刂萍案蓴_補償控制的策略，建立了高超聲速飛行器巡航段和再人段控制的一般框架。
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目錄
前言
第1章緒論 1
1.1高超聲速飛行器基本概念 1
1.2高超聲速飛行器研究進(jìn)展 3
1.3高超聲速飛行器控制難點問題 13
1.4編寫特點和內(nèi)容安排 20
1.5小結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 22
第2章高超聲速飛行器控制方法概述 23
2.1高超聲速飛行器線性控制方法 23
2.1.1 PID控制 24
2.1.2極點配置 24
2.1.3增益調(diào)度控制 24
2.1.4線性二次最優(yōu)控制 25
2.1.5經(jīng)典魯棒控制 26
2.1.6模型預(yù)測控制 28
2.1.7內(nèi)�？刂� 28
2.1.8多模型控制 29
2.2高超聲速飛行器非線性控制方法 30
2.2.1動態(tài)逆 30
2.2.2反步控制 31
2.2.3滑�？刂� 32
2.2.4非線性序列閉環(huán)控制 34
2.2.5軌跡線性化控制 35
2.2.6 L1白適應(yīng)控制 36
2.2.7浸入與不變 37
2.2.8預(yù)設(shè)性能控制 38
2.3小結(jié) 39
參考文獻(xiàn) 39
第3章高超聲速飛行器模型描述 46
3.1剛體高超聲速飛行器模型描述 46
3.2彈性高超聲速飛行器模型描述 49
3.2.1俄亥俄州立大學(xué)David模型 49
3.2.2俄亥俄州立大學(xué)Lisa模型 52
3.3高超聲速再人飛行器六自由度模型描述 55
3.3.1質(zhì)心平動方程 56
3.3.2繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動方程 57
3.4小結(jié) 58
參考文獻(xiàn) 59
第4章基于典型滑模的高超聲速飛行器穩(wěn)定跟蹤控制 62
4.1滑模控制的基本原理 62
4.1.1基本概念 62
4.1.2滑模面和趨近律 63
4.1.3抖振現(xiàn)象的產(chǎn)生與克服 66
4.2典型滑�？刂品椒� 66
4.2.1積分滑�？刂品椒� 66
4.2.2終端滑�？刂品椒� 67
4.3基于典型滑模的高超聲速飛行器控制器設(shè)計 70
4.3.1 基于積分滑模的高超聲速飛行器控制器設(shè)計 70
4.3.2積分滑�？刂品抡娣治� 72
4.3.3基于白適應(yīng)終端滑模的高超聲速飛行器控制器設(shè)計 74
4.3.4絡(luò)端滑模控制仿真分析 76
4.4小結(jié) 78
參考文獻(xiàn) 79
第5章基于高階滑模的高超聲速飛行器穩(wěn)定跟蹤控制 81
5.1高階滑�？刂品椒ǜ攀� 81
5.1.1高階滑模的基本原理 81
5.1.2任意階滑�？刂品椒� 84
5.1.3超螺旋滑�？刂品椒� 86
5.2基于白適應(yīng)高階滑�？刂频母叱曀亠w行器穩(wěn)定跟蹤控制88
5.2.1面向控制建模 88
5.2.2 白適應(yīng)高階滑模控制器設(shè)計 92
5.2.3仿真分析 97
5.3基于超螺旋滑模的高超聲速飛行器觀測器一控制器綜合設(shè)計99
5.3.1基于超螺旋滑模方法的有限時間干擾觀測器設(shè)計 99
5.3.2基于干擾觀測器的有限時間控制器設(shè)計 100
5.3.3仿真分析 105
5.4小結(jié) 107
參考文獻(xiàn) 107
第6章基于反步控制方法的高超聲速飛行器穩(wěn)定跟蹤控制 110
6.1反步控制方法概述 110
6.1.1反步控制方法的基本原理 110
6.1.2反步控制方法的優(yōu)缺點分析 113
6.2基于白適應(yīng)反步控制方法的高超聲速飛行器穩(wěn)定跟蹤控制114
6.2.1面向控制建模 114
6.2.2基于白適應(yīng)反步控制方法的高超聲速飛行器控制器設(shè)計 115
6.2.3仿真分析 122
6.3帶有輸入約束的高超聲速飛行器穩(wěn)定跟蹤控制 125
6.3.1基礎(chǔ)理論 126
6.3.2帶有輸入約束的高超聲速飛行器控制器設(shè)計 129
6.3.3仿真分析 139
6.4小結(jié) 143
參考文獻(xiàn) 143
第7章具有非最小相位特性的高超聲速飛行器穩(wěn)定跟蹤控制 145
7.1非最小相位的基本概念 145
7.2高超聲速飛行器的菲最小相位特性 147
7.2.1具有非最小相位特性的高超聲速飛行器模型 147
7.2.2非最小相位特性分析 149
7.3弱非最小相位特性的高超聲速飛行器穩(wěn)定跟蹤控制 151
7.3.1弱非最小相位系統(tǒng)跟蹤控制方法 151
7.3.2高超聲速飛行器面向控制建模 152
7.3.3弱非最小相位的高超聲速飛行器控制器設(shè)計 154
7.3.4仿真分析 159
7.4強非最小相位特性的高超聲速飛行器穩(wěn)定跟蹤控制 163
7.4.1輸出重定義方法的基本原理 163
7.4.2強非最小相位的高超聲速飛行器控制器設(shè)計 165
7.4.3仿真分析 168
7.5小結(jié) 173
參考文獻(xiàn) l73
第8章基于自適應(yīng)多變量干擾補償?shù)脑偃胱藨B(tài)控制 175
8.1 白適應(yīng)多變量干擾補償再人姿態(tài)控制器設(shè)計 175
8.1.1面向控制建模 175
8.1.2再人姿態(tài)控制控制器設(shè)計過程 176
8.1.3仿真分析 l83
8.2 白適應(yīng)多變量干擾補償再人姿態(tài)容錯控制器設(shè)計 188
8.2.1高超聲速飛行器再入故障建模 188
8.2.2再入姿態(tài)容錯控制器觀測器綜合設(shè)計 189
8.2.3仿真分析 194
8.3小結(jié) 198
參考文獻(xiàn) 198
第9章高超聲速飛行器實時再入軌跡與姿態(tài)協(xié)同控制 200
9.1高超聲速飛行器實時再入軌跡與姿態(tài)協(xié)同控制問題描述200
9.1.1再人軌跡與姿態(tài)模型 200
9.1.2問題描述 203
9.2高超聲速飛行器實時再人軌跡與姿態(tài)協(xié)同控制設(shè)計 203
9.2.1軌跡與姿態(tài)協(xié)同總體框架 203
9.2.2基于Gauss偽譜法的離線軌跡設(shè)計 204
9.2.3基于白適應(yīng)Gauss偽譜法的實時最優(yōu)反饋再入制導(dǎo)律設(shè)計 207
9.2.4基于多時間尺度犄性的再人姿態(tài)控制器觀測器綜合設(shè)計210
9.2.5仿真分析 212
9.3小結(jié) 216
參考文獻(xiàn) 216
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