本書(shū)主要內(nèi)容包括有限/固定時(shí)間控制的基本概念、理論和方法，滑�？刂评碚摪l(fā)展至今的五代體系，臨近空間高速飛行器外部擾動(dòng)上界未知、執(zhí)行器飽和抑制、彈性頻率辨識(shí)與自適應(yīng)抑制、跟蹤性能與進(jìn)氣約束等控制問(wèn)題的解決方案。本書(shū)內(nèi)容系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)，注重控制理論基礎(chǔ)與工程應(yīng)用結(jié)合，具有鮮明的航天應(yīng)用特色。

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國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目考慮進(jìn)氣約束的高超聲速飛行器建模與類(lèi)管路智能抗飽和控制，編號(hào)12102343，負(fù)責(zé)人

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景、目的和意義 1
1.2 臨近空間高速飛行器研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 美國(guó)臨近空間高速飛行器研究現(xiàn)狀 3
1.2.2 俄羅斯臨近空間高速飛行器研究現(xiàn)狀 6
1.2.3 其他國(guó)家臨近空間高速飛行器研究現(xiàn)狀 6
1.3 臨近空間高速飛行器控制方法研究現(xiàn)狀 8
1.3.1 考慮外部擾動(dòng)影響的控制方法研究現(xiàn)狀 9
1.3.2 考慮輸入受限影響的抗飽和控制方法研究現(xiàn)狀 10
1.3.3 考慮彈性振動(dòng)問(wèn)題的控制方法研究現(xiàn)狀 11
1.3.4 考慮進(jìn)氣約束問(wèn)題的控制方法研究現(xiàn)狀 12
1.4 本書(shū)主要研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu) 13
第2章 吸氣式臨近空間高速飛行器數(shù)學(xué)模型 16
2.1 引言 16
2.2 吸氣式臨近空間高速飛行器幾何構(gòu)型 16
2.3 吸氣式臨近空間高速飛行器動(dòng)力學(xué)建模 18
2.3.1 坐標(biāo)系定義與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系 18
2.3.2 剛體動(dòng)力學(xué)方程 19
2.3.3 氣動(dòng)與推進(jìn)系統(tǒng)模型 23
2.3.4 吸氣式臨近空間高速飛行器曲線擬合模型 27
2.4 本章小結(jié) 31
第3章 有限/固定時(shí)間控制基礎(chǔ)理論與穩(wěn)定性定理 32
3.1 引言 32
3.2 有限/固定時(shí)間穩(wěn)定的定義 32
3.3 有限/固定時(shí)間穩(wěn)定性判定方法 33
3.3.1 有限時(shí)間齊次性方法 33
3.3.2 有限時(shí)間Lyapunov 穩(wěn)定性定理 33
3.3.3 固定時(shí)間Lyapunov 穩(wěn)定性定理 34
3.4 本章小結(jié) 35
第4章 滑�？刂苹�礎(chǔ)理論及擴(kuò)展應(yīng)用 36
4.1 引言 36
4.2 經(jīng)典滑模控制 36
4.2.1 滑�？刂评碚摳攀� 36
4.2.2 滑動(dòng)模態(tài)的不變性 37
4.2.3 線性滑模控制 39
4.3 二階滑�？刂� 41
4.3.1 螺旋算法 41
4.3.2 次優(yōu)算法 42
4.3.3 預(yù)定收斂律算法 43
4.3.4 準(zhǔn)連續(xù)算法 43
4.3.5 漂移算法 44
4.4 超螺旋滑模控制 45
4.5 任意階滑�？刂� 45
4.5.1 嵌套式高階滑模算法 46
4.5.2 準(zhǔn)連續(xù)高階滑模算法 46
4.5.3 改進(jìn)的嵌套式高階滑模算法 47
4.6 連續(xù)任意階滑模控制 48
4.6.1 高階超螺旋算法 49
4.6.2 連續(xù)螺旋算法 52
4.6.3 連續(xù)終端滑模算法 53
4.7 終端滑�？刂� 54
4.7.1 終端滑模面 54
4.7.2 快速終端滑模面 55
4.7.3 非奇異終端滑模面 56
4.7.4 非奇異快速終端滑模面 58
4.8 固定時(shí)間滑模面與典型控制器設(shè)計(jì) 59
4.8.1 固定時(shí)間滑模面典型形式 59
4.8.2 二階系統(tǒng)固定時(shí)間典型控制器設(shè)計(jì) 62
4.9 滑模控制理論擴(kuò)展應(yīng)用 62
4.9.1 精確魯棒微分器 62
4.9.2 迭代固定時(shí)間觀測(cè)器 65
4.9.3 魯棒一致收斂觀測(cè)器 66
4.9.4 廣義超螺旋觀測(cè)器 67
4.10 本章小結(jié) 69
第5章 基于自適應(yīng)增益高階超螺旋算法的控制方法 70
5.1 引言 70
5.2 問(wèn)題描述 70
5.3 自適應(yīng)增益高階超螺旋控制器設(shè)計(jì) 74
5.4 仿真與分析 77
5.4.1 仿真參數(shù)設(shè)定 77
5.4.2 臨近空間高速飛行器仿真結(jié)果與分析 78
5.4.3 擾動(dòng)影響下的臨近空間高速飛行器仿真結(jié)果與分析 83
5.5 本章小結(jié) 88
第6章 基于自適應(yīng)固定時(shí)間補(bǔ)償器的抗飽和有限時(shí)間控制方法 89
6.1 引言 89
6.2 問(wèn)題描述 89
6.3 自適應(yīng)抗飽和有限時(shí)間控制器設(shè)計(jì) 91
6.3.1 速度子系統(tǒng)抗飽和動(dòng)態(tài)逆控制器 91
6.3.2 高度子系統(tǒng)基于微分器的抗飽和反步控制器 96
6.4 仿真與分析 103
6.4.1 自適應(yīng)固定時(shí)間抗飽和補(bǔ)償器仿真結(jié)果與分析 103
6.4.2 自適應(yīng)抗飽和有限時(shí)間控制器仿真結(jié)果與分析 106
6.5 本章小結(jié) 112
第7章 考慮彈性頻率辨識(shí)與自適應(yīng)抑制的反步控制方法 113
7.1 引言 113
7.2 問(wèn)題描述 113
7.3 串行陷波器 116
7.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)督的彈性頻率智能快速辨識(shí)器 118
7.4.1 基于Hilbert-Huang 變換的串行自適應(yīng)陷波器設(shè)計(jì) 118
7.4.2 基于RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的彈性頻率辨識(shí)在線監(jiān)督 121
7.5 考慮彈性頻率辨識(shí)與自適應(yīng)抑制的反步控制器設(shè)計(jì) 124
7.5.1 速度子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 124
7.5.2 高度子系統(tǒng)設(shè)計(jì) 125
7.6 仿真與分析 130
7.6.1 串行自適應(yīng)陷波器仿真結(jié)果與分析 130
7.6.2 彈性臨近空間高速飛行器仿真結(jié)果與分析 132
7.7 本章小結(jié) 145
第8章 考慮跟蹤性能與進(jìn)氣約束的性能優(yōu)化智能滑�？刂品椒� 147
8.1 引言 147
8.2 問(wèn)題描述 148
8.3 臨近空間高速飛行器性能約束快速終端滑模控制器設(shè)計(jì) 149
8.3.1 速度子系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì) 149
8.3.2 高度子系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì) 150
8.4 基于深度森林算法的性能優(yōu)化智能滑�？刂破髟O(shè)計(jì) 158
8.4.1 考慮多目標(biāo)性能優(yōu)化的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)獲取 158
8.4.2 基于深度森林算法的性能指標(biāo)智能策略庫(kù)設(shè)計(jì) 163
8.5 仿真與分析 165
8.5.1 臨近空間高速飛行器性能約束快速終端滑模控制器仿真結(jié)果與分析 165
8.5.2 基于深度森林算法的性能優(yōu)化智能滑�？刂破鞣抡娼Y(jié)果與分析 167
8.6 本章小結(jié) 177
參考文獻(xiàn) 179