在这篇关于非线性观测器的研究文献中,作者们专注于高超声速飞行器(Air-breathing Hypersonic Vehicles, AHVs)的飞行控制问题,特别是在存在复合扰动(compositedisturbance)的情况下。复合扰动主要由飞行器的柔性效应、参数不确定性以及外部干扰产生。为了处理这一问题,作者提出了一种新颖的复合控制策略,该策略结合了非线性扰动观测器补偿器(Nonlinear Disturbance-Observer-Based Compensator, N-DOBC)和基于动态反演的滑模控制器(Dynamic-Inversion-Based Sliding Mode Controller, DIBSMC)。
具体来说,N-DOBC被构建用于估计和补偿复合扰动,而DIBSMC则被设计用于跟踪期望的飞行速度和飞行路径角轨迹。此外,通过应用Lyapunov理论,可以保证整个系统的均一最终有界性(uniformlyultimatelyboundedness)。通过在高超声速飞行器的全非线性模型上的仿真结果表明,提出的非线性扰动观测器基础滑模控制器(Nonlineardisturbance-observer-based sliding mode controller, NDOSMC)比传统的DIBSMC更为有效。特别是,在存在复合扰动的情况下,与传统DIBSMC相比,使用NDOBC可以减弱抖振现象。
该论文的研究表明,在飞行控制领域内,尤其是在高超声速飞行器这一具有高动态性和复杂扰动的特定应用中,非线性观测器技术能够显著提升控制系统的性能。具体的技术知识点包括:
1. 高超声速飞行器(AHVs)的飞行控制问题,以及为什么要采用复杂的控制策略来应对这些飞行器的特性。
2. 组合扰动的建模和补偿,包括柔性效应、参数不确定性和外部干扰的影响,以及如何将这些影响考虑进控制系统设计中。
3. 非线性扰动观测器(N-DOBC)的设计和工作原理,以及它是如何用于估计和补偿系统中的未知复合扰动。
4. 动态反演滑模控制器(DIBSMC)的设计和其用于跟踪期望飞行轨迹的机制。
***apunov理论在保证系统稳定性方面的应用,以及如何通过这种理论来分析和验证控制策略的有效性。
6. 非线性观测器技术相较于传统控制技术的优越性,尤其是在抑制抖振现象方面的进步。
7. 在实际应用中,如何通过仿真来验证所提出的控制策略的性能和实用性。
这篇文献不仅为高超声速飞行器的控制提供了一种新的解决思路,还展示了非线性观测器技术在处理实际复杂系统中扰动问题的潜力。通过这样的研究,有助于推动相关领域的技术发展,为未来的飞行器控制系统设计提供理论基础和技术参考。对于从事飞行器控制系统的工程师和研究人员来说,这篇文献是一个宝贵的资源,不仅能够提供控制策略的设计方法,还能够帮助他们理解和应用非线性观测器技术来优化控制系统性能。