曲　鑫，任　章
北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院，北京

摘　　　要：為了有效地消除被控系統中高度非線性，強耦合及參數不確定性對于控制系統所造成的影響，設計了Ｔｅｒｍｉｎａｌ滑模變結構動態逆控制方法。該方法通過引入一種增廣滑模超平面，給出任意階系統選擇Ｔｅｒｍｉｎａｌ滑模面的具體數學表達式，并基于李雅普諾夫穩定性理論得出相應控制器，保證了輸出跟蹤誤差能夠在有限的時間內達到零，并且誤差趨于零的時間可以根據情況任意設置。并以高超聲速飛行器為例，設計了基于高超聲速飛行器縱向模型的Ｔｅｒｍｉｎａｌ滑膜魯棒控制器，使其能夠在高度非線性、多變量和不穩定特性作用下，跟蹤高度和速度指令。較后的仿真結果表明，采用Ｔｅｒｍｉｎａｌ滑模與動態逆相結合的控制方法，有效的彌補了非線性動態逆需要精確模型的缺點，有效地改善了整個控制系統的性能，使系統具有良好
的魯棒性。

關　鍵　詞：魯棒控制；Ｔｅｒｍｉｎａｌ滑模；動態逆；高超聲速

１　引　言
由于建模理論和數學手段的限制，復雜實際對象的精確數學模型往往難以建立，不可避免地存在建模誤差，并且在實際運行過程中，還存在著內部結構和參數的未知變化以及外部干擾等因素，這些都構成了系統的不確定性。滑模變結構控制以快速響應以及滿足一定條件下對于系統參數變化和擾動不敏感而在魯棒控制理論中聞名［１］。近年來，為了獲得更好的控制性能，一些學者提出了Ｔｅｒｍｉｎａｌ滑模（ＴＳＭ）控制策略。ＴＳＭ采用非線性滑模超平面，而不是采用一般的線性滑模超平面［２］，可以使系統在有限的時間到達平衡點［３］。然而，對于一般的非線性系統，如何設計ＴＳＭ控制器依然是一個問題。非線性動態逆已經被研究了數十年的時間，采用動態逆的方法可以抵消控制系統非線性的負面影響，但動態逆方法依賴于精確地對象動力學模型。為了彌補這點不足，本文采用了與Ｔｅｒｍｉｎａｌ滑模相結合的方法。

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