本書在深入分析高超聲速飛行器模型特性的基礎上，重點對高超聲速飛行器巡航段的穩定跟蹤控制及再人段的姿態控制問題進行研究。全書以實際工程為背景，所研究問題均來源于實際，如彈性和非*小相位影響下的高超聲速飛行器的穩定跟蹤控制問題、多約束及不確定影響下的再入軌跡姿態協同控制問題等。通過提煉關鍵科學問題，本書有針對性地提出了基于滑模控制、反步控制及干擾補償控制的策略，建立了高超聲速飛行器巡航段和再人段控制的一般框架。
目錄
前言
第1章緒論 1
1.1高超聲速飛行器基本概念 1
1.2高超聲速飛行器研究進展 3
1.3高超聲速飛行器控制難點問題 13
1.4編寫特點和內容安排 20
1.5小結 21
參考文獻 22
第2章高超聲速飛行器控制方法概述 23
2.1高超聲速飛行器線性控制方法 23
2.1.1 PID控制 24
2.1.2極點配置 24
2.1.3增益調度控制 24
2.1.4線性二次最優控制 25
2.1.5經典魯棒控制 26
2.1.6模型預測控制 28
2.1.7內模控制 28
2.1.8多模型控制 29
2.2高超聲速飛行器非線性控制方法 30
2.2.1動態逆 30
2.2.2反步控制 31
2.2.3滑模控制 32
2.2.4非線性序列閉環控制 34
2.2.5軌跡線性化控制 35
2.2.6 L1白適應控制 36
2.2.7浸入與不變 37
2.2.8預設性能控制 38
2.3小結 39
參考文獻 39
第3章高超聲速飛行器模型描述 46
3.1剛體高超聲速飛行器模型描述 46
3.2彈性高超聲速飛行器模型描述 49
3.2.1俄亥俄州立大學David模型 49
3.2.2俄亥俄州立大學Lisa模型 52
3.3高超聲速再人飛行器六自由度模型描述 55
3.3.1質心平動方程 56
3.3.2繞質心轉動方程 57
3.4小結 58
參考文獻 59
第4章基于典型滑模的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制 62
4.1滑模控制的基本原理 62
4.1.1基本概念 62
4.1.2滑模面和趨近律 63
4.1.3抖振現象的產生與克服 66
4.2典型滑模控制方法 66
4.2.1積分滑模控制方法 66
4.2.2終端滑模控制方法 67
4.3基于典型滑模的高超聲速飛行器控制器設計 70
4.3.1 基于積分滑模的高超聲速飛行器控制器設計 70
4.3.2積分滑模控制仿真分析 72
4.3.3基于白適應終端滑模的高超聲速飛行器控制器設計 74
4.3.4絡端滑模控制仿真分析 76
4.4小結 78
參考文獻 79
第5章基于高階滑模的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制 81
5.1高階滑模控制方法概述 81
5.1.1高階滑模的基本原理 81
5.1.2任意階滑模控制方法 84
5.1.3超螺旋滑模控制方法 86
5.2基于白適應高階滑模控制的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制88
5.2.1面向控制建模 88
5.2.2 白適應高階滑模控制器設計 92
5.2.3仿真分析 97
5.3基于超螺旋滑模的高超聲速飛行器觀測器一控制器綜合設計99
5.3.1基于超螺旋滑模方法的有限時間干擾觀測器設計 99
5.3.2基于干擾觀測器的有限時間控制器設計 100
5.3.3仿真分析 105
5.4小結 107
參考文獻 107
第6章基于反步控制方法的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制 110
6.1反步控制方法概述 110
6.1.1反步控制方法的基本原理 110
6.1.2反步控制方法的優缺點分析 113
6.2基于白適應反步控制方法的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制114
6.2.1面向控制建模 114
6.2.2基于白適應反步控制方法的高超聲速飛行器控制器設計 115
6.2.3仿真分析 122
6.3帶有輸入約束的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制 125
6.3.1基礎理論 126
6.3.2帶有輸入約束的高超聲速飛行器控制器設計 129
6.3.3仿真分析 139
6.4小結 143
參考文獻 143
第7章具有非最小相位特性的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制 145
7.1非最小相位的基本概念 145
7.2高超聲速飛行器的菲最小相位特性 147
7.2.1具有非最小相位特性的高超聲速飛行器模型 147
7.2.2非最小相位特性分析 149
7.3弱非最小相位特性的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制 151
7.3.1弱非最小相位系統跟蹤控制方法 151
7.3.2高超聲速飛行器面向控制建模 152
7.3.3弱非最小相位的高超聲速飛行器控制器設計 154
7.3.4仿真分析 159
7.4強非最小相位特性的高超聲速飛行器穩定跟蹤控制 163
7.4.1輸出重定義方法的基本原理 163
7.4.2強非最小相位的高超聲速飛行器控制器設計 165
7.4.3仿真分析 168
7.5小結 173
參考文獻 l73
第8章基于自適應多變量干擾補償的再入姿態控制 175
8.1 白適應多變量干擾補償再人姿態控制器設計 175
8.1.1面向控制建模 175
8.1.2再人姿態控制控制器設計過程 176
8.1.3仿真分析 l83
8.2 白適應多變量干擾補償再人姿態容錯控制器設計 188
8.2.1高超聲速飛行器再入故障建模 188
8.2.2再入姿態容錯控制器觀測器綜合設計 189
8.2.3仿真分析 194
8.3小結 198
參考文獻 198
第9章高超聲速飛行器實時再入軌跡與姿態協同控制 200
9.1高超聲速飛行器實時再入軌跡與姿態協同控制問題描述200
9.1.1再人軌跡與姿態模型 200
9.1.2問題描述 203
9.2高超聲速飛行器實時再人軌跡與姿態協同控制設計 203
9.2.1軌跡與姿態協同總體框架 203
9.2.2基于Gauss偽譜法的離線軌跡設計 204
9.2.3基于白適應Gauss偽譜法的實時最優反饋再入制導律設計 207
9.2.4基于多時間尺度犄性的再人姿態控制器觀測器綜合設計210
9.2.5仿真分析 212
9.3小結 216
參考文獻 216
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