過失速機(jī)動(dòng)變指數(shù)趨近律UAS-SMC設(shè)計(jì)

艾文磊，王玉惠，朱林澤，許昌亮

(1.南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，南京210016;2.福建省軍區(qū)司令部電視偵收站，福州350003)

0 引言

放寬靜穩(wěn)定性(RSS:Relaxed Static Stability)的戰(zhàn)斗機(jī)在過失速機(jī)動(dòng)過程中可能會(huì)進(jìn)入一種危險(xiǎn)的狀態(tài)——深失速，深失速的改出通常需要設(shè)計(jì)控制律［1，2］。飛機(jī)在深失速區(qū)域具有強(qiáng)耦合、時(shí)變、模型不確定等特點(diǎn)，而且也容易受到外界環(huán)境等因素的干擾，這類非線性系統(tǒng)控制要求具有較高的魯棒性。

解決非線性控制問題的方法有很多，其中滑模控制較為突出［3-9］。但系統(tǒng)狀態(tài)到達(dá)滑模面時(shí)會(huì)在滑模面的兩側(cè)來回變化，從而形成抖振，很難工程應(yīng)用。針對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)控制中的抖振問題，有學(xué)者提出了一種新的單向輔助面滑模控制(UAS-SMC:Unidirectional Auxiliary Surfaces-Sliding Mode Control)［10，11］方法。該滑模控制能有效抑制抖振，提高控制品質(zhì)，但收斂速度比傳統(tǒng)滑模慢。為提高收斂速度，文獻(xiàn)［12］提出了指數(shù)趨近律的單向輔助面滑模控制，但指數(shù)趨近律的切換帶為帶狀，容易在原點(diǎn)處形成高頻抖振。文獻(xiàn)［13］提出了一種變指數(shù)趨近律，但只是針對(duì)傳統(tǒng)滑模的抖振問題。

針對(duì)上述問題，筆者采用基于變指數(shù)趨近律的單向輔助面滑模控制解決戰(zhàn)斗機(jī)過失速機(jī)動(dòng)中非線性問題。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行T-S建模［14］;然后根據(jù)單向輔助面滑模控制器設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)了基于變指數(shù)趨近律的單向輔助面滑模控制器;論證了基于變指數(shù)趨近律的單向輔助面滑模的可達(dá)性及系統(tǒng)的穩(wěn)定性;最后，給出了不同控制律下的仿真圖及對(duì)比分析，驗(yàn)證了所提方法的有效性。……