基于多Lyapunov函数的不确定切换系统鲁棒自适应控制策略

本文档标题为"不确定切换系统的鲁棒自适应控制方案 (2009年)",发表于2009年4月的《北京航空航天大学学报》第35卷第4期。该研究主要关注的是针对切换信号依赖于独立决策变量的复杂系统设计一种有效的自适应控制策略。作者侯砚泽、董朝阳、王青和邓舞燕来自北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院以及北京宇航系统工程研究所。 论文的核心内容是利用多Lyapunov函数方法和模型参考自适应控制理论来构建控制器。Lyapunov函数是一种重要的稳定性分析工具，通过构造多个Lyapunov函数，作者旨在确保闭环切换系统的稳定性。他们将参考切换系统和自适应控制律结合起来，形成一个闭环结构，进而通过线性矩阵不等式的形式提出了确保闭环系统为有界模型参考自适应控制系统的必要条件。 研究的重点在于设计一种具有非线性死区特性的鲁棒自适应切换控制器。死区特性使得控制器能够更好地处理切换过程中的不确定性，提高系统的鲁棒性和抗干扰能力。这种控制器能够在切换信号变化频繁的环境下，确保系统能够稳定跟踪期望的轨迹，尤其是在高度机动飞行器（如HiMAT）的动态环境中。 论文还应用了飞行动力学的知识，对纵向短周期运动模型进行了建模，以模拟实际飞行器的行为。通过仿真验证，结果显示在快速连续切换情况下，所提出的控制方案能够有效地控制飞行器，使其能良好地跟踪预设的飞行路径，证明了方案的有效性和实用性。 关键词包括“切换系统”、“自适应控制系统”、“飞行动力学”和“控制系统综合”，这些都突出了研究的关键领域和方法。这篇论文不仅在理论上有所贡献，也具有实际工程应用价值，对于航空和航天领域的控制系统设计具有指导意义。这项研究深入探讨了不确定切换系统中的控制问题，展示了如何通过创新的控制策略提升系统性能和鲁棒性。