目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景、目的和意義 1
1.2 臨近空間高速飛行器研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 美國臨近空間高速飛行器研究現(xiàn)狀 3
1.2.2 俄羅斯臨近空間高速飛行器研究現(xiàn)狀 6
1.2.3 其他國家臨近空間高速飛行器研究現(xiàn)狀 6
1.3 臨近空間高速飛行器控制方法研究現(xiàn)狀 8
1.3.1 考慮外部擾動影響的控制方法研究現(xiàn)狀 9
1.3.2 考慮輸入受限影響的抗飽和控制方法研究現(xiàn)狀 10
1.3.3 考慮彈性振動問題的控制方法研究現(xiàn)狀 11
1.3.4 考慮進氣約束問題的控制方法研究現(xiàn)狀 12
1.4 本書主要研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu) 13
第2章 吸氣式臨近空間高速飛行器數(shù)學(xué)模型 16
2.1 引言 16
2.2 吸氣式臨近空間高速飛行器幾何構(gòu)型 16
2.3 吸氣式臨近空間高速飛行器動力學(xué)建模 18
2.3.1 坐標(biāo)系定義與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系 18
2.3.2 剛體動力學(xué)方程 19
2.3.3 氣動與推進系統(tǒng)模型 23
2.3.4 吸氣式臨近空間高速飛行器曲線擬合模型 27
2.4 本章小結(jié) 31
第3章 有限/固定時間控制基礎(chǔ)理論與穩(wěn)定性定理 32
3.1 引言 32
3.2 有限/固定時間穩(wěn)定的定義 32
3.3 有限/固定時間穩(wěn)定性判定方法 33
3.3.1 有限時間齊次性方法 33
3.3.2 有限時間Lyapunov 穩(wěn)定性定理 33
3.3.3 固定時間Lyapunov 穩(wěn)定性定理 34
3.4 本章小結(jié) 35
第4章 滑�？刂苹�礎(chǔ)理論及擴展應(yīng)用 36
4.1 引言 36
4.2 經(jīng)典滑模控制 36
4.2.1 滑�？刂评碚摳攀� 36
4.2.2 滑動模態(tài)的不變性 37
4.2.3 線性滑�？刂� 39
4.3 二階滑�？刂� 41
4.3.1 螺旋算法 41
4.3.2 次優(yōu)算法 42
4.3.3 預(yù)定收斂律算法 43
4.3.4 準(zhǔn)連續(xù)算法 43
4.3.5 漂移算法 44
4.4 超螺旋滑�？刂� 45
4.5 任意階滑�？刂� 45
4.5.1 嵌套式高階滑模算法 46
4.5.2 準(zhǔn)連續(xù)高階滑模算法 46
4.5.3 改進的嵌套式高階滑模算法 47
4.6 連續(xù)任意階滑模控制 48
4.6.1 高階超螺旋算法 49
4.6.2 連續(xù)螺旋算法 52
4.6.3 連續(xù)終端滑模算法 53
4.7 終端滑�？刂� 54
4.7.1 終端滑模面 54
4.7.2 快速終端滑模面 55
4.7.3 非奇異終端滑模面 56
4.7.4 非奇異快速終端滑模面 58
4.8 固定時間滑模面與典型控制器設(shè)計 59
4.8.1 固定時間滑模面典型形式 59
4.8.2 二階系統(tǒng)固定時間典型控制器設(shè)計 62
4.9 滑模控制理論擴展應(yīng)用 62
4.9.1 精確魯棒微分器 62
4.9.2 迭代固定時間觀測器 65
4.9.3 魯棒一致收斂觀測器 66
4.9.4 廣義超螺旋觀測器 67
4.10 本章小結(jié) 69
第5章 基于自適應(yīng)增益高階超螺旋算法的控制方法 70
5.1 引言 70
5.2 問題描述 70
5.3 自適應(yīng)增益高階超螺旋控制器設(shè)計 74
5.4 仿真與分析 77
5.4.1 仿真參數(shù)設(shè)定 77
5.4.2 臨近空間高速飛行器仿真結(jié)果與分析 78
5.4.3 擾動影響下的臨近空間高速飛行器仿真結(jié)果與分析 83
5.5 本章小結(jié) 88
第6章 基于自適應(yīng)固定時間補償器的抗飽和有限時間控制方法 89
6.1 引言 89
6.2 問題描述 89
6.3 自適應(yīng)抗飽和有限時間控制器設(shè)計 91
6.3.1 速度子系統(tǒng)抗飽和動態(tài)逆控制器 91
6.3.2 高度子系統(tǒng)基于微分器的抗飽和反步控制器 96
6.4 仿真與分析 103
6.4.1 自適應(yīng)固定時間抗飽和補償器仿真結(jié)果與分析 103
6.4.2 自適應(yīng)抗飽和有限時間控制器仿真結(jié)果與分析 106
6.5 本章小結(jié) 112
第7章 考慮彈性頻率辨識與自適應(yīng)抑制的反步控制方法 113
7.1 引言 113
7.2 問題描述 113
7.3 串行陷波器 116
7.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)督的彈性頻率智能快速辨識器 118
7.4.1 基于Hilbert-Huang 變換的串行自適應(yīng)陷波器設(shè)計 118
7.4.2 基于RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的彈性頻率辨識在線監(jiān)督 121
7.5 考慮彈性頻率辨識與自適應(yīng)抑制的反步控制器設(shè)計 124
7.5.1 速度子系統(tǒng)設(shè)計 124
7.5.2 高度子系統(tǒng)設(shè)計 125
7.6 仿真與分析 130
7.6.1 串行自適應(yīng)陷波器仿真結(jié)果與分析 130
7.6.2 彈性臨近空間高速飛行器仿真結(jié)果與分析 132
7.7 本章小結(jié) 145
第8章 考慮跟蹤性能與進氣約束的性能優(yōu)化智能滑�？刂品椒� 147
8.1 引言 147
8.2 問題描述 148
8.3 臨近空間高速飛行器性能約束快速終端滑模控制器設(shè)計 149
8.3.1 速度子系統(tǒng)控制器設(shè)計 149
8.3.2 高度子系統(tǒng)控制器設(shè)計 150
8.4 基于深度森林算法的性能優(yōu)化智能滑�？刂破髟O(shè)計 158
8.4.1 考慮多目標(biāo)性能優(yōu)化的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)獲取 158
8.4.2 基于深度森林算法的性能指標(biāo)智能策略庫設(shè)計 163
8.5 仿真與分析 165
8.5.1 臨近空間高速飛行器性能約束快速終端滑�？刂破鞣抡娼Y(jié)果與分析 165
8.5.2 基于深度森林算法的性能優(yōu)化智能滑�？刂破鞣抡娼Y(jié)果與分析 167
8.6 本章小結(jié) 177
參考文獻 179