具有不确定性的高超声速飞行器迎角观测器及控制器设计

摘要

本文针对高超声速飞行器非线性动力学系统中所特有的输出非线性、状态向量强耦合等特性，综合考虑了飞行中的不确定性、具有复杂非线性输出、状态向量不完全可测量等因素，提出一种基于Lyapunov法的滑模观测器和控制器设计方法，用于解决高超声速飞行器迎角观测器不能精确测量问题。首先在观测器设计过程中，利用过载输出滑模面构造了Lyapunov函数，确定出观测器收敛的条件，并基于线性化理论求出观测器增益矩阵。然后在控制器设计过程中，采用基于动态面的自适应反演方法设计出控制律，用多层神经网络调节函数逼近系统中的高频未建模动态，设计鲁棒项函数解决了逼近误差的影响问题，并进行了稳定性分析和仿真验证。