面向飛行器控制的切換系統(tǒng)分析與綜合

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 切換系統(tǒng)與飛行器控制概述 1
1.1.1 切換系統(tǒng)概述 1
1.1.2 飛行控制面臨的難點問題 1
1.1.3 切換系統(tǒng)與飛行器控制 2
1.2 切換系統(tǒng)在飛行器控制領(lǐng)域的應(yīng)用概述 3
1.2.1 飛行器突變動態(tài)的建模與控制 3
1.2.2 多模型切換下的飛行控制 4
1.2.3 飛行器彈性振動控制 5
1.2.4 迎角與過載限制器 6
1.2.5 精確制導(dǎo)武器網(wǎng)絡(luò)化制導(dǎo)與控制 6
1.2.6 抗飽和控制器設(shè)計 7
1.2.7 大包線飛行控制器設(shè)計 8
1.2.8 容錯控制器設(shè)計 9
1.3 本書編寫特點與內(nèi)容安排 9
參考文獻 11
第2章 理論基礎(chǔ) 17
2.1 切換系統(tǒng)基本概念 17
2.1.1 切換系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 17
2.1.2 切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題 18
2.1.3 切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法概述 18
2.2 線性矩陣不等式 22
2.2.1 線性矩陣不等式的一般描述 22
2.2.2 若干引理 23
2.3 切換系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法 23
2.3.1 公共李雅普諾夫函數(shù)方法 23
2.3.2 多李雅普諾夫函數(shù)方法 24
2.3.3 平均駐留時間方法 24
2.4 符號系統(tǒng)與符號穩(wěn)定性 25
2.4.1 符號系統(tǒng)與符號穩(wěn)定性概述 25
2.4.2 符號系統(tǒng)與符號穩(wěn)定數(shù)學(xué)描述 25
參考文獻 26
第3章 面向飛行器控制的切換系統(tǒng)建模 29
3.1 飛行器切換系統(tǒng)建模概述 29
3.1.1 局部重疊特性概述 29
3.1.2 切換多胞系統(tǒng)概述 31
3.2 基于局部重疊切換律的飛行器切換系統(tǒng)建模 32
3.2.1 局部重疊切換律定義 32
3.2.2 建模實例 34
3.3 基于局部重疊切換律的飛行器切換多胞系統(tǒng)建模 36
3.3.1 切換多胞系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 37
3.3.2 建模實例 37
3.4 特殊結(jié)構(gòu)的不確定切換系統(tǒng)建模 38
3.4.1 兩類不確定切換系統(tǒng)形式 39
3.4.2 建模實例——具有定常輸入矩陣的切換系統(tǒng) 39
3.4.3 建模實例——級聯(lián)結(jié)構(gòu)的切換系統(tǒng) 40
參考文獻 42
第4章 面向飛行器控制的切換系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 44
4.1 局部重疊特性下的切換系統(tǒng)穩(wěn)定性分析概述 44
4.2 基于公共李雅普諾夫函數(shù)方法和駐留時間方法的穩(wěn)定性分析 45
4.2.1 駐留時間約束下的穩(wěn)定性分析 45
4.2.2 仿真實例 47
4.3 基于公共李雅普諾夫函數(shù)方法和平均駐留時間方法的穩(wěn)定性分析 50
4.3.1 平均駐留時間約束下的穩(wěn)定性分析 50
4.3.2 仿真實例 52
4.4 基于符號穩(wěn)定性方法的切換系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 57
4.4.1 問題描述 57
4.4.2 切換系統(tǒng)符號穩(wěn)定性分析方法——必要條件 58
4.4.3 切換系統(tǒng)符號穩(wěn)定性分析方法——充要條件 61
4.4.4 仿真實例 62
參考文獻 63
第5章 面向飛行器控制的切換系統(tǒng)一般鎮(zhèn)定方法 64
5.1 切換多胞系統(tǒng)的控制綜合方法 64
5.1.1 控制綜合方法的優(yōu)勢 64
5.1.2 基于平均駐留時間的切換多胞系統(tǒng)控制綜合方法 65
5.1.3 仿真實例 70
5.2 基于圖論的區(qū)域劃分隨機搜索算法 74
5.2.1 飛行包線及工作點的圖論表示 74
5.2.2 區(qū)域劃分隨機搜索算法 76
5.2.3 搜索結(jié)果 77
5.3 基于符號穩(wěn)定的鎮(zhèn)定控制方法 79
5.3.1 基于符號穩(wěn)定的多胞系統(tǒng)控制綜合方法 79
5.3.2 仿真實例 81
參考文獻 85
第6章 變體飛行器切換系統(tǒng)魯棒控制方法 87
6.1 變體飛行器切換系統(tǒng)建模及分析 87
6.1.1 變體飛行器多體動力學(xué)模型 87
6.1.2 變體飛行器縱向非線性運動方程 90
6.1.3 變體飛行器變形運動方程 91
6.1.4 變體飛行器鏈式切換系統(tǒng)建模及分析 93
6.1.5 基于鏈式切換律的雙信號切換多胞系統(tǒng)模型 98
6.2 變體飛行器魯棒平滑切換控制 99
6.2.1 控制器設(shè)計與魯棒H∞性能分析 99
6.2.2 基于狀態(tài)觀測器的廣義系統(tǒng)跟蹤控制 103
6.2.3 仿真實例 105
6.3 變體飛行器有限時間魯棒平滑切換增穩(wěn)控制 110
6.3.1 鏈式平滑切換系統(tǒng)的有限時間穩(wěn)定性分析 111
6.3.2 有限時間魯棒平滑切換動態(tài)輸出反饋控制 116
6.3.3 仿真實例 119
6.4 變體飛行器雙信號切換多胞系統(tǒng)的魯棒控制 125
6.4.1 大包線跨區(qū)域變形飛行特征分析 125
6.4.2 基于權(quán)值速率有界的時變參數(shù)多胞系統(tǒng)穩(wěn)定性 127
6.4.3 大包線內(nèi)跨區(qū)域變形飛行穩(wěn)定性分析——區(qū)域內(nèi)飛行 131
6.4.4 大包線內(nèi)跨區(qū)域變形飛行穩(wěn)定性分析——跨域飛行 136
6.4.5 雙信號切換多胞系統(tǒng)的魯棒變增益控制 141
6.4.6 仿真實例 145
參考文獻 151
第7章 切換系統(tǒng)在飛行器控制中的其他應(yīng)用 153
7.1 機翼顫振的魯棒自適應(yīng)切換控制 153
7.1.1 問題描述 154
7.1.2 比例-積分增益矩陣不變的情況 156
7.1.3 比例增益矩陣可變的情況 161
7.1.4 仿真實例 165
7.2 航空電液伺服系統(tǒng)魯棒自適應(yīng)切換控制 170
7.2.1 問題描述 170
7.2.2 仿真實例 176
7.3 高超聲速飛行器切換多胞自適應(yīng)增穩(wěn)控制 180
7.3.1 相關(guān)定理 180
7.3.2 問題描述 181
7.3.3 自適應(yīng)增穩(wěn)增益調(diào)度控制器設(shè)計 183
7.3.4 穩(wěn)定性分析 185
7.3.5 仿真實例 189
參考文獻 192
第8章 總結(jié)與展望 194