超空泡航行体滑模控制：反演设计与自适应律

"基于反演设计的超空泡航行体滑模控制 (2012年) - 弹箭与制导学报 Vol.32 No.4 - 宋佳, 陈升泽, 李惠峰 - 北京航空航天大学宇航学院" 超空泡航行体是一种利用高速运动产生的水压降低，使周围形成气泡包裹自身，以减少水阻的特殊航行技术。在2012年的《弹箭与制导学报》第32卷第4期中，宋佳、陈升泽和李惠峰三位作者深入探讨了超空泡航行体的控制策略。他们基于Dzielski提出的航行体模型，该模型考虑了超空泡航行体的非线性滑行力以及系统参数的不确定性，这是此类系统的一大特点。 文章重点在于如何处理航行体在运动过程中因空泡形态变化、尾部湍流等因素导致的不确定性以及外界干扰力。这些因素使得超空泡航行体的动态行为变得复杂且难以精确预测，因此需要一种鲁棒的控制策略。作者采用了反演设计方法来构建滑模控制器，这是一种有效的非线性控制系统设计技术，它通过逆向工程设计出一个控制器，以抵消系统的非线性和不确定性。 在滑模控制器的设计中，他们进一步引入了自适应律，这是一个动态调整的算法，可以实时估算不确定参数和干扰的上界。自适应律的存在使得控制器能动态适应系统的变化，提高控制效果的稳定性和精度。仿真结果显示，所设计的控制器能够有效地调整超空泡航行体的纵向状态，即控制航行体的上升、下降和前进速度等关键参数，同时对于预设的标准弹道有出色的跟踪性能，这证明了这种方法的有效性。 关键词：超空泡航行体，反演设计，滑模控制器，自适应。这些关键词揭示了研究的核心内容，即利用先进的控制理论来解决实际工程问题，提高超空泡航行体的控制效率和适应性。 这篇论文为超空泡航行体的控制提供了新的思路，其创新点在于将反演设计和自适应控制结合，为应对复杂环境中的不确定性问题提供了有力工具。这一研究不仅对超空泡航行体技术的进步有所贡献，也为其他存在类似问题的非线性系统控制提供了参考。