《近空間飛行器魯棒受限飛行控制技術(shù)》共分十二章，分別包括緒論、近空間飛行器（NSV）的建模與分析、具有輸入飽和的NSV姿態(tài)控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飽和補(bǔ)償?shù)腘SV姿態(tài)滑模控制、具有輸入飽和的NSV姿態(tài)回饋遞推控制、基于遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)干擾觀測(cè)器的輸入飽和NSV姿態(tài)控制、具有輸入飽和的NSV姿態(tài)自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面控制、具有輸入飽和的NSV姿態(tài)保性能跟蹤控制、考慮輸入非線性的NSV自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)保性能姿態(tài)控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NSV動(dòng)態(tài)受限控制分配、具有輸入飽和的NSV姿態(tài)容錯(cuò)控制以及具有輸入飽和與執(zhí)行器故障的NSV姿態(tài)容錯(cuò)控制。
《近空間飛行器魯棒受限飛行控制技術(shù)》可作為自動(dòng)化、探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù)等專業(yè)高年級(jí)本科生的參考書，也可供電子信息與控制領(lǐng)域各類專業(yè)的研究生、博士生、高等學(xué)校教師、廣大航空航天類科技工作者和工程技術(shù)人員參考。
近空間飛行器（Near Space Vehicle，NSV）集傳統(tǒng)飛機(jī)、空天飛行器、衛(wèi)星等多種飛行器優(yōu)點(diǎn)于一體，具有如下突出優(yōu)勢(shì)：反應(yīng)能力快速，便于任務(wù)的執(zhí)行；不易被發(fā)現(xiàn)，安全可靠、生存能力強(qiáng)；續(xù)航時(shí)間長，便于數(shù)據(jù)情報(bào)的長期收集；飛行高度高，覆蓋范圍廣，可以探測(cè)更多的信息。正因?yàn)槿绱�，世界各國�?duì)NSV投入了越來越多的研究費(fèi)用和精力。為適應(yīng)全球范圍內(nèi)航空航天高科技的發(fā)展趨勢(shì)，滿足國家安全和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，我國在NSV領(lǐng)域也開展了相應(yīng)研究。國家自然科學(xué)基金委先后開展了“空天飛行器若干重大基礎(chǔ)問題”和“NSV的關(guān)鍵基礎(chǔ)科學(xué)問題”兩項(xiàng)重大研究計(jì)劃�？偟膩碚f，設(shè)計(jì)一個(gè)安全有效的NSV控制系統(tǒng)具有極大的研究價(jià)值，引起了國內(nèi)外廣大學(xué)者的積極探索和研究。
輸入飽和作為一種常見的非線性存在于大多數(shù)實(shí)際系統(tǒng)中，給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性分析帶來了巨大的困難。輸入飽和問題一般是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身物理局限性造成的，例如有限的舵面偏轉(zhuǎn)角、閥的開度、電機(jī)的扭矩等。一般情況下，輸入飽和對(duì)于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說是不可隨意忽略的，否則可能會(huì)給實(shí)際控制系統(tǒng)帶來不利的影響，如降低控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)（引起滯后、調(diào)節(jié)時(shí)間延長、超調(diào)量變大，振蕩加劇等），甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，造成重大事故。對(duì)于NSV來說，輸入飽和問題同樣存在。當(dāng)NSV做大機(jī)動(dòng)飛行時(shí)，由于姿態(tài)角或角速度指令較大，同時(shí)NSV還要遭受到各種干擾和系統(tǒng)故障的影響，這些因素容易使得NSV飛行所需的控制力和力矩過大，超出執(zhí)行器所能承受的范圍，造成控制設(shè)計(jì)期望值與執(zhí)行器實(shí)際輸出不一致，從而產(chǎn)生輸入飽和現(xiàn)象。若控制系統(tǒng)不能及時(shí)地從飽和狀態(tài)中退出，則可能會(huì)導(dǎo)致飛行器失穩(wěn)，引發(fā)墜機(jī)危險(xiǎn)。因此，研究輸入飽和限制下的NSV控制系統(tǒng)具有重要的理論和實(shí)際意義，是現(xiàn)代控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)之一，受到了廣大學(xué)者的普遍關(guān)注。
本書作為一本涉及具有輸入飽和的NSV魯棒自適應(yīng)非線性控制方法最新研究成果的著作，可以作為控制科學(xué)與控制工程領(lǐng)域，以及其他相關(guān)領(lǐng)域的各專業(yè)高年級(jí)本科生的參考書，也可以供電子信息與控制領(lǐng)域各類專業(yè)的碩士研究生、博士研究生、高等學(xué)校教師、廣大航空航天類科技工作者和工程技術(shù)人員參考。
本書獲得江蘇省自然科學(xué)基金杰出青年基金項(xiàng)目（SBK20130033）、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（61174102）和教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃項(xiàng)目（NCET-11-0830）的資助.在此深表感謝！
本書在撰寫過程中，得到了廣大師長和朋友的熱忱幫助，特別是南京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院姜長生教授和吳慶憲教授所在研究團(tuán)隊(duì)的大力支持和幫助。同時(shí)本書撰寫時(shí)也參閱和引用了國內(nèi)外有關(guān)NSV建模與控制以及不確定系統(tǒng)受限控制的相關(guān)著作和文獻(xiàn)的內(nèi)容，特別是王玉惠副教授、朱亮博士、周麗博士、方煒博士、都延麗博士、張軍博士、蒲明博士、王宇飛博士、傅健博士、張強(qiáng)博士、楊青運(yùn)博士、周硯龍碩士、于靖碩士的相關(guān)研究成果，作者在此表示衷心的感謝。
由于作者學(xué)識(shí)淺薄、水平有限，書中難免有錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，歡迎讀者批評(píng)指正，同時(shí)表示感謝。
第1章 緒論
1．1 NSV魯棒受限控制問題的提出及研究意義
1．2 先進(jìn)飛行控制方法研究現(xiàn)狀
1．2．1 非線性飛行控制方法研究現(xiàn)狀
1．2．2 不確定系統(tǒng)控制方法研究現(xiàn)狀
1．3 輸入飽和控制研究現(xiàn)狀
1．3．1 直接設(shè)計(jì)法
1．3．2 補(bǔ)償器設(shè)計(jì)法
1．4 NSV飛行控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
1．5 本書主要內(nèi)容
第2章 NSV的建模與分析
2．1 引言
2．2 NSV數(shù)學(xué)建模
2．2．1 基本假設(shè)
2．2．2 坐標(biāo)系定義及飛行器基本運(yùn)動(dòng)參數(shù)
2．2．3 NSV非線性數(shù)學(xué)模型
2．3 NSV姿態(tài)運(yùn)動(dòng)非線性模型
2．3．1 NSV慢回路仿射非線性模型
2．3．2 NSV快回路仿射非線性模型
2．4 NSV的運(yùn)動(dòng)特性分析
2．4．1 NSV狀態(tài)量間的耦合關(guān)系
2．4．2 NSV開環(huán)特性及干擾對(duì)運(yùn)動(dòng)特性的影響
2．5 小結(jié)
第3章 具有輸入飽和的NSV姿態(tài)控制
3．1 引言
3．2 問題描述
3．3 干擾觀測(cè)器的設(shè)計(jì)
3．4 基于干擾觀測(cè)器的抗飽和設(shè)計(jì)
3．5 仿真分析
3．6 小結(jié)
第4章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)飽和補(bǔ)償?shù)腘SV姿態(tài)滑�？刂�
4．1 引言
4．2 動(dòng)態(tài)滑模控制理論
4．3 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理
4．4 具有輸入飽和的NSV姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4．4．1 問題描述
4．4．2 NSV慢回路控制器設(shè)計(jì)
4．4．3 NSV快回路控制器設(shè)計(jì)
4．5 NSV姿態(tài)控制仿真研究
4．6 小結(jié)
第5章 具有輸入飽和的NSV姿態(tài)回饋遞推控制
5．1 引言
5．2 問題描述
5．3 非線性干擾觀測(cè)器設(shè)計(jì)
5．4 基于動(dòng)態(tài)面和回饋遞推法的控制器設(shè)計(jì)
5．5 NSV姿態(tài)控制仿真研究
5．6 小結(jié)
第6章 基于遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)干擾觀測(cè)器的輸入飽和NSV姿態(tài)控制
6．1 引言
6．2 Nussbaum函數(shù)及其性質(zhì)
6．3 遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)干擾觀測(cè)器的設(shè)計(jì)
6．3．1 遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
6．3．2 基于RWNN的干擾觀測(cè)器設(shè)計(jì)
6．4 基于RWNNDO的輸入飽和MIMO非線性系統(tǒng)回饋遞推控制
6．4．1 問題描述
6．4．2 基于RWNNDO的輸入飽和非線性系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
6．5 NSV姿態(tài)控制仿真研究
6．6 小結(jié)
第7章 具有輸入飽和的NSV姿態(tài)自適應(yīng)動(dòng)態(tài)面控制
7．1 引言
7．2 基于干擾觀測(cè)器的動(dòng)態(tài)面控制
7．2．1 問題描述
7．2．2 基于干擾觀測(cè)器的動(dòng)態(tài)面控制器設(shè)計(jì)
7．3 NSV姿態(tài)控制仿真研究
7．4 小結(jié)
第8章 具有輸入飽和的NSV姿態(tài)保性能跟蹤控制
8．1 引言
8．2 問題描述
8．3 具有輸入飽和的NSV魯棒飛行控制器設(shè)計(jì)
8．4 保性能魯棒姿態(tài)抗飽和控制
8．5 仿真研究
8．6 小結(jié)
第9章 考慮輸入非線性的NSV自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)保性能姿態(tài)控制
9．1 引言
9．2 問題描述與說明
9．2．1 問題描述
9．2．2 預(yù)設(shè)性能
9．2．3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
9．2．4 輸入非線性環(huán)節(jié)分析
9．3 NSV魯棒保性能跟蹤控制器設(shè)計(jì)
9．4 仿真分析
9．5 小結(jié)
第10章 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NSV動(dòng)態(tài)受限控制分配
10．1 引言
10．2 問題描述
10．3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NSV受限姿態(tài)控制設(shè)計(jì)
10．4 基于遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的NSV受限控制分配
10．5 仿真結(jié)果
10．6 小結(jié)
第11章 具有輸入飽和的NSV姿態(tài)容錯(cuò)控制
11．1 引言
11．2 問題描述
11．3 基于干擾觀測(cè)器的輸入飽和MIMO非線性系統(tǒng)容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)
11．4 NSV姿態(tài)容錯(cuò)控制仿真研究
11．5 小結(jié)
第12章 具有輸入飽和與執(zhí)行器故障的NSV容錯(cuò)控制
12．1 引言
12．2 NSV滑模容錯(cuò)控制
12．2．1 問題描述
12．2．2 NSV慢回路控制器設(shè)計(jì)
12．2．3 NSV快回路容錯(cuò)控制器設(shè)計(jì)
12．3 仿真研究
12．4 小結(jié)
附錄A 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣
附錄B 引理5．1證明
附錄C 引理6．1證明
參考文獻(xiàn)
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