一种高超声速飞行器的滑模预测控制方法研究

摘要

针对高超声速飞行器非线性、多约束、快时变等特点,提出了一种基于线性矩阵不等式的滑模预测控制方法.首先设计系统的滑模面,然后对滑模面进行预测并作为优化性能指标,通过schur补引理将控制律的设计转化为一个优化问题.该方法避免了常规滑模控制的高频切换,有效地克服了抖振现象.此外,相对于传统的滑模预测控制方法,该方法不需要额外计算终端约束条件和终端代价函数,只需要通过选取合适的李雅普诺夫函数即可保证系统的稳定性,且其加权矩阵是和控制律同时进行优化设计的,简化了设计过程.最后,通过某高超声速飞行器巡航段的数学模型仿真验证控制器设计方法的有效性.