第1章 绪论 1
1.1高超声速飞行器概述 1
1.2国内外高超声速飞行器的研究现状 2
1.3高超声速飞行器的控制方法 7
1.3.1高超声速飞行器的特点 7
1.3.2几种高超声速飞行器的控制方法 8
1.4滑模控制概述 12
1.4.1滑模控制的发展历程 12
1.4.2滑模控制的研究进展 14
1.4.3滑模控制中的问题 17
1.5高超声速飞行器再入滑模控制 21
1.6本书内容安排 23
参考文献 24
第2章 滑模控制的基本概念与理论 38
2.1数学基础 38
2.1.1微分方程解的存在性和唯一性 38
2.1.2微分方程解的稳定性 40
2.1.3基于Lyapunov直接法的微分方程稳定性判别方法 41
2.2非线性系统中的若干基本概念 43
2.2.1非线性系统的基本性质 43
2.2.2不连续和非单值的非线性系统 44
2.2.3右端不连续微分方程和Filippov理论 45
2.3滑模控制的概念和性质 46
2.3.1滑动模态和滑模控制 46
2.3.2到达条件和等效控制 47
2.3.3控制品质和趋近律 48
2.3.4滑模控制的特点 49
2.4滑模控制方法 51
2.4.1渐近收敛滑模控制 51
2.4.2终端滑模控制 52
2.4.3高阶滑模控制 52
2.5本章小结 58
参考文献 58
第3章 终端滑模控制理论分析 60
3.1有限时间控制的基本理论 60
3.1.1有限时间稳定性定义 60
3.1.2有限时间稳定性判别准则 61
3.2终端滑模控制理论 63
3.2.1终端滑模控制 63
3.2.2终端滑模控制系统的齐次性 66
3.2.3连续非奇异终端滑模控制 67
3.3非奇异终端滑模相轨迹分析 70
3.3.1相轨迹分析 70
3.3.2相轨迹仿真 73
3.4非奇异终端滑模暂态时间分析 82
3.4.1到达时间的定性分析 82
3.4.2到达时间的估计算法 83
3.4.3到达时间的数学表达 86
3.4.4仿真 87
3.5三阶系统的终端滑模控制 89
3.6本章小结 95
参考文献 96
第4章 高超声速飞行器再入建模和开环特性 98
4.1引言 98
4.2高超声速飞行器气动外形及其反作用控制系统 99
4.2.1近空间高超声速飞行器气动外形 99
4.2.2近空间高超声速飞行器反作用控制系统 100
4.3近空间高超声速飞行器六自由度十二状态方程 102
4.3.1基本假设 102
4.3.2常用坐标系定义 103
4.3.3近空间高超声速飞行器再入数学模型 103
4.4控制力与控制力矩 105
4.4.1气动力和力矩 105
4.4.2反作用控制系统推力器推力和力矩 105
4.5开环特性分析 107
4.5.1零输入响应 107
4.5.2开环耦合特性分析 107
4.6高超声速飞行器再入仿射非线性模型 110
4.7本章小结 113
参考文献 113
第5章 高超声速飞行器再入姿态二阶滑模控制 117
5.1引言 117
5.2高阶滑模控制概述 118
5.3快速光滑二阶滑模控制设计 119
5.3.1快速光滑二阶滑模方法 119
5.3.2基于高阶滑模干扰观测器的快速光滑二阶滑模控制律 126
5.4高超声速飞行器再入姿态控制设计 127
5.4.1慢回路控制设计 128
5.4.2快回路控制设计 129
5.4.3仿真验证 129
5.5本章小结 133
参考文献 133
第6章 高超声速飞行器再入姿态自适应终端滑模控制 135
6.1引言 135
6.2问题陈述 135
6.3自适应终端滑模控制设计 136
6.3.1终端滑模面设计 136
6.3.2自适应终端滑模控制律的设计 140
6.4高超声速飞行器再入姿态控制仿真验证 143
6.5本章小结 146
参考文献 146
第7章 基于递归神经网络的高超声速飞行器再入姿态终端滑模控制 148
7.1引言 148
7.2递归Hermite神经网络 149
7.3基于RHNN的自适应终端滑模控制设计 151
7.3.1基于RHNN的快慢回路自适应终端滑模控制设计 151
7.3.2仿真验证 156
7.4基于RHNN干扰观测器的自适应终端滑模控制设计 159
7.4.1 RHNN干扰观测器设计 159
7.4.2基于RHNNDO的姿态控制器设计 163
7.4.3仿真验证 166
7.5本章小结 171
参考文献 172
第8章 高超声速飞行器再入姿态自适应反步终端滑模控制 174
8.1引言 174
8.2反步法基本思想 175
8.3自适应反步终端滑模控制设计 177
8.4再入姿态自适应反步终端滑模控制仿真验证 185
8.5本章小结 188
参考文献 188