高超声速飞行器姿态控制：黄金分割自适应算法与气动参数鲁棒设计

本文主要探讨了在气动参数摄动和外界扰动下，如何通过状态反馈实现高超声速飞行器姿态系统的鲁棒自适应控制。研究者采用了特征建模的方法，构建了二阶差分方程来描述高超声速飞行器的姿态动态，这有助于捕捉飞行器在再入过程中复杂环境下的行为。 针对飞行器动态特性，设计了一种黄金分割鲁棒自适应控制器。这种控制器结构与特征模型类似，关键在于其参数的在线辨识和黄金分割比例的信号生成策略。这种方法确保了在参数辨识过程中系统的稳定性，即使在参数变化过程中也能保持系统的稳定运行。 进一步地，作者将混合H2和H∞控制理论融入到黄金分割自适应控制器中，对参数λ进行了在线优化。这种优化策略通过解决一组线性矩阵不等式问题得以实现，具有良好的工程实施性。优化后的黄金分割鲁棒自适应控制算法兼顾了自适应性和鲁棒性，特别适合于高超声速飞行器姿态控制系统的需求。 仿真结果强有力地验证了该控制方法的有效性和实用性，表明它能在面对气动参数波动和外部干扰时，提供满意的性能和鲁棒性，对于确保高超声速飞行器的姿态控制精度和安全性具有重要意义。 本研究提出了一种创新的控制策略，通过结合特征模型、黄金分割和混合H2/H∞控制，有效解决了高超声速飞行器姿态控制的复杂挑战，为实际应用提供了有价值的解决方案。