高超声速飞行器模糊离散自适应控制策略

本文主要探讨了高超声速飞行器的控制策略，针对这种高速、复杂动态环境下的交通工具，作者提出了一种创新的控制方法——基于Back-stepping的离散模糊自适应控制。Back-stepping是一种递归设计技术，它通过将复杂的非线性系统分解成多个局部线性子系统来设计控制器，每个子系统的控制量可以逐层推导，从而实现对系统非匹配不确定性的有效补偿。 首先，文章从高超声速飞行器的欧拉近似离散模型出发，这是对飞行器在大气中运动的一种简化数学描述，它考虑了空气动力学效应。利用这个模型，研究者构建了一个模糊离散自适应控制系统，模糊控制技术在此发挥了关键作用，因为它能处理非精确的输入和输出数据，并能自动调整控制器的参数以适应不断变化的飞行条件。 模糊控制结合反馈线性化方法，使得控制策略不仅能够补偿飞行器的动态特性，还能处理由于飞行环境中的参数不确定性带来的问题。通过这种方法，即使存在系统内部的非线性和外部干扰，也能保证系统稳定运行，并且能够确保跟踪误差和模糊自适应参数误差在系统运行过程中保持一致终值有界，这意味着控制效果具有长期的稳定性和可靠性。 为了验证这一控制方法的有效性，文中进行了一项详细的仿真研究。研究人员选择了高超声速飞行器的纵向模型作为测试平台，仿真结果显示出令人满意的控制性能，这证明了提出的离散模糊自适应控制策略对于此类复杂系统的实际应用是可行的。 这项工作在高超声速飞行器控制领域具有重要意义，它不仅提升了飞行器的自主适应能力，还优化了控制系统的鲁棒性和稳定性。这对于确保高超声速飞行器在极端环境下安全、高效地执行任务具有重大价值，对于未来的航空科技发展具有推动作用。