基于ESO/H_∞混合灵敏度的高超声速飞行器姿态控制

针对静不稳定弹性吸气式高超声速飞行器的姿态控制设计问题,首先通过迎角反馈对对象增稳,以减小开环对象的静不稳定程度;其次,设计扩张状态观测器对对象进行补偿,使补偿后的对象近似为二阶积分型;最后,对补偿后的对象设计H_∞混合灵敏度控制器,既避免了大包络飞行控制时的复杂参数调度,也能够充分发挥H_∞混合灵敏度控制的长处,取得了更好的控制性能。数字仿真和蒙特卡洛试验验证了该方法的有效性。     

高超声速飞行器气动伺服弹性的自适应抑制

针对弹性高超声速飞行器的气动伺服弹性问题，提出一种结合线性自抗扰和自适应陷波器的综合控制方案。针对强耦合和强不确定性问题，采用线性自抗扰控制对总扰动进行快速估计和补偿。为了在最小化对刚体控制性能影响的同时实现对频率未知且时变的弹性模态的抑制，采用能够在线估计弹性频率的自适应陷波器。根据气动伺服弹性抑制问题的特点提炼出对自适应陷波器的性能需求。针对这些需求设计了两种基于递推最大似然法的多频率直接辨识方案——参数单独自适应和同时自适应方案。为了提高辨识算法在各种随机扰动下的鲁棒性，在此基础上提出一种在线有效性监督机制，并通过大量的数字仿真对两种方案进行了性能对比。最后，在弹性高超声速飞行器模型上进行仿真，仿真结果验证了所提控制方案的有效性。