滑模控制设计：解决柔性吸气式高超声速飞行器跟踪控制问题

本文是一篇研究论文，标题为"连续高阶滑模控制器设计应用于柔性空气呼吸式超音速飞行器（FAHV）的跟踪控制问题"。作者是来自河北工业大学控制科学与工程学院的Jie Wang、Qun Zong和天津大学电气与自动化工程学院的Rui Su和Bailing Tian。论文于2013年1月31日首次提交，经过修订后在2013年12月22日接收，2014年1月5日接受，并于同年2月16日在线发表。文章推荐人是Jeff Pieper。 论文主要关注的是在存在不确定性的条件下，对FAHV进行跟踪控制策略的设计。由于该模型的分析复杂性，论文采用输入-输出线性化方法来构建反馈控制系统框架。作者特别关注的是设计一种连续的有限时间收敛高阶滑模控制器（Continuous Finite-Time Convergence High-Order Sliding Mode Controller），这种控制器能够在保证系统稳定的同时，有效处理FAHV的灵活性带来的动态特性。 滑模控制是一种有效的控制策略，通过引入切换表面（sliding surface）来实现系统的快速跟踪和鲁棒性能。在FAHV这样的复杂系统中，高阶滑模控制能够提供更高的抗扰动能力和更快的响应速度，有助于克服由于气动和结构不确定性引起的性能下降。论文的重点在于解决如何设计一个能够确保FAHV在面对不确定性和外部干扰时，仍然能够保持系统在有限时间内达到预定的滑模状态，从而实现精确的轨迹跟踪。 为了实现这个目标，作者可能采用了诸如基于Lyapunov稳定性理论的方法来证明控制器的稳定性，以及利用滑模观察器（Sliding Mode Disturbance Observer）来估计和补偿模型中的未知参数。同时，设计过程中可能还考虑了系统动态特性的建模，如模型的非线性、时变性和耦合性，以及可能存在的噪声或外部输入影响。 这篇论文不仅具有理论意义，也具有实际应用价值，因为它提供了针对柔性超音速飞行器的先进控制策略，这对于这类高技术领域的飞行器设计和飞行控制至关重要。它为未来超音速航空领域的研究人员和工程师提供了一种新的工具，以提高FAHV的性能和可靠性。