吸氣式高超聲速飛行器預(yù)測(cè)控制理論與方法

智能交通與運(yùn)載工程前沿技術(shù)叢書序言
前言
第1章 緒論1
1.1 高超聲速飛行器概況1
1.2 高超聲速飛行器研究概況2
1.2.1 國(guó)外研究概況2
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究概況4
1.3 高超聲速飛行器控制概況4
1.3.1 高超聲速飛行器運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)4
1.3.2 高超聲速飛行器控制研究概況5
1.4 本書的特色與內(nèi)容安排8
第2章 高超聲速飛行器運(yùn)動(dòng)模型及其特性分析10
2.1 常用坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換10
2.2 一般飛行器運(yùn)動(dòng)方程組11
2.2. 1 動(dòng)力學(xué)方程12
2.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程13
2.2.3 輔助方程14
2.2.4 飛行器運(yùn)動(dòng)方程組的簡(jiǎn)化與分解15
2.3 高超聲速飛行器縱向運(yùn)動(dòng)模型及其特性分析16
2.4 本章小結(jié)19
第3章 預(yù)測(cè)控制理論20
3.1 預(yù)測(cè)控制基本原理21
3.1.1 預(yù)測(cè)模型21
3.1.2 滾動(dòng)優(yōu)化21
3.1.3 反饋校正22
3.2 預(yù)測(cè)控制問(wèn)題的描述23
3.3 廣義預(yù)測(cè)控制算法24
3.3.1 對(duì)象模型24
3.3.2 滾動(dòng)優(yōu)化26
3.3.3 在線辨識(shí)與校正28
3.4 廣義預(yù)測(cè)控制在液位系統(tǒng)中的應(yīng)用29
3.4.1 二容液位系統(tǒng)及其建模29
3.4.2 仿真結(jié)果30
3.5 本章小結(jié)30
第4章 基于線性化模型的高超聲速飛行器預(yù)測(cè)控制31
4.1 基于狀態(tài)空間方程的預(yù)測(cè)控制算法31
4.2 基于狀態(tài)空間方程的預(yù)測(cè)函數(shù)控制算法35
4.3 基于小擾動(dòng)線性模型的高超聲速飛行器預(yù)測(cè)控制40
4.3.1 一般預(yù)測(cè)控制結(jié)果與分析40
4.3.2 預(yù)測(cè)函數(shù)控制結(jié)果與分析53
4.4 基于完全線性化模型的高超聲速飛行器預(yù)測(cè)控制67
4.4.1 非線性模型完全線性化67
4.4.2 一般預(yù)測(cè)控制結(jié)果與分析69
4.4.3 預(yù)測(cè)函數(shù)控制結(jié)果與分析72
4.5 本章小結(jié)80
第5章 高超聲速飛行器魯棒預(yù)測(cè)控制81
5.1 基于多胞型模型的高超聲速飛行器魯棒預(yù)測(cè)控制81
5.1.1 基本原理81
5.1.2 仿真結(jié)果與分析84
5.2 基于線性分式模型的高超聲速飛行器魯棒預(yù)測(cè)控制92
5.2.1 基本原理92
5.2.2 仿真結(jié)果與分析94
5.3 本章小結(jié)104
第6章 高超聲速飛行器滑模預(yù)測(cè)控制105
6.1 理論基礎(chǔ)106
6.1.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理106
6.1.2 滑模預(yù)測(cè)控制基本原理106
6.2 基于狀態(tài)空間模型的滑模預(yù)測(cè)控制107
6.2.1 滑模預(yù)測(cè)模型107
6.2.2 反饋控制律108
6.2.3 仿真結(jié)果與分析109
6.3 基于線性矩陣不等式的滑模預(yù)測(cè)控制114
6.3.1 滑模預(yù)測(cè)模型115
6.3.2 反饋控制律115
6.3.3 仿真結(jié)果與分析119
6.4 本章小結(jié)121
第7章 基于干擾觀測(cè)器的高超聲速飛行器預(yù)測(cè)控制123
7.1 匹配與不匹配不確定性123
7.2 問(wèn)題描述124
7.3 基于非線性干擾觀測(cè)器的預(yù)測(cè)控制規(guī)則125
7.3.1 模型轉(zhuǎn)化125
7.3.2 基于線性矩陣不等式的魯棒跟蹤預(yù)測(cè)控制127
7.3.3 干擾觀測(cè)器128
7.3.4 組合控制規(guī)則設(shè)計(jì)129
7.3.5 兩種補(bǔ)償方式129
7.3.6 仿真結(jié)果與分析134
7.4 基于模型修正的預(yù)測(cè)函數(shù)控制146
7.4.1 輸出模型修正146
7.4.2 仿真結(jié)果與分析147
7.5 基于干擾補(bǔ)償?shù)膬?yōu)跟蹤控制151
7.5.1 優(yōu)控制器設(shè)計(jì)151
7.5.2 復(fù)合控制器設(shè)計(jì)151
7.5.3 仿真結(jié)果與分析152
7.6 本章小結(jié)160
第8章 高超聲速飛行器輸出反饋預(yù)測(cè)控制161
8.1 問(wèn)題描述162
8.2 高超聲速飛行器輸出反饋預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)163
8.2.1 構(gòu)造設(shè)計(jì)模型163
8.2.2 擾動(dòng)模型和觀測(cè)器設(shè)計(jì)163
8.2.3 控制器設(shè)計(jì)165
8.2.4 仿真結(jié)果與分析167
8.3 基于PI觀測(cè)器的飛行器姿態(tài)輸出反饋預(yù)測(cè)控制176
8.3.1 姿態(tài)系統(tǒng)模型及其轉(zhuǎn)換176
8.3.2 預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)178
8.3.3 仿真結(jié)果與分析179
8.4 本章小結(jié)181
第9章 高超聲速飛行器高效預(yù)測(cè)控制183
9.1 調(diào)度魯棒預(yù)測(cè)控制及其改進(jìn)策略183
9.1.1 基于多胞型模型的魯棒預(yù)測(cè)控制183
9.1.2 離線魯棒預(yù)測(cè)控制186
9.1.3 調(diào)度預(yù)測(cè)控制187
9.1.4 基于調(diào)度策略的離線魯棒預(yù)測(cè)控制算法188
9.2 基于調(diào)度離線預(yù)測(cè)控制的高超聲速飛行器控制器設(shè)計(jì)190
9.2.1 預(yù)測(cè)模型190
9.2.2 離線控制規(guī)則190
9.2.3 在線控制191
9.2.4 仿真結(jié)果與分析192
9.3 雙模預(yù)測(cè)控制理論197
9.3.1 基于橢圓不變集的雙模預(yù)測(cè)控制方法197
9.3.2 不變集的定義及其計(jì)算199
9.3.3 基于多面體不變集的雙模預(yù)測(cè)控制方法199
9.3.4 多參數(shù)二次規(guī)劃解的性質(zhì)200
9.4 高超聲速飛行器離線雙模預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)200
9.4.1 預(yù)測(cè)模型200
9.4.2 離線設(shè)計(jì)控制規(guī)則201
9.4.3 在線控制202
9.4.4 仿真結(jié)果與分析202
9.5 本章小結(jié)203
參考文獻(xiàn)205
附錄211