面向飞行器控制的切换系统分析与综合
作者：侯砚泽，王青，张伸，王通 著
出版时间：2019年版
内容简介
《面向飞行器控制的切换系统分析与综合》主要介绍面向飞行器控制的切换系统分析与综合技术，内容涵盖切换系统理论基础，面向飞行器控制的切换系统建模方法、稳定性分析及镇定方法，变体飞行器的切换系统鲁棒控制方法，以及切换系统在飞行器控制领域的其他应用。《面向飞行器控制的切换系统分析与综合》注重理论方法的实用化，针对各理论方法都给出了仿真实例。
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 切换系统与飞行器控制概述 1
1.1.1 切换系统概述 1
1.1.2 飞行控制面临的难点问题 1
1.1.3 切换系统与飞行器控制 2
1.2 切换系统在飞行器控制领域的应用概述 3
1.2.1 飞行器突变动态的建模与控制 3
1.2.2 多模型切换下的飞行控制 4
1.2.3 飞行器弹性振动控制 5
1.2.4 迎角与过载限制器 6
1.2.5 精确制导武器网络化制导与控制 6
1.2.6 抗饱和控制器设计 7
1.2.7 大包线飞行控制器设计 8
1.2.8 容错控制器设计 9
1.3 本书编写特点与内容安排 9
参考文献 11
第2章 理论基础 17
2.1 切换系统基本概念 17
2.1.1 切换系统的数学描述 17
2.1.2 切换系统的稳定性问题 18
2.1.3 切换系统的稳定性分析方法概述 18
2.2 线性矩阵不等式 22
2.2.1 线性矩阵不等式的一般描述 22
2.2.2 若干引理 23
2.3 切换系统稳定性分析方法 23
2.3.1 公共李雅普诺夫函数方法 23
2.3.2 多李雅普诺夫函数方法 24
2.3.3 平均驻留时间方法 24
2.4 符号系统与符号稳定性 25
2.4.1 符号系统与符号稳定性概述 25
2.4.2 符号系统与符号稳定数学描述 25
参考文献 26
第3章 面向飞行器控制的切换系统建模 29
3.1 飞行器切换系统建模概述 29
3.1.1 局部重叠特性概述 29
3.1.2 切换多胞系统概述 31
3.2 基于局部重叠切换律的飞行器切换系统建模 32
3.2.1 局部重叠切换律定义 32
3.2.2 建模实例 34
3.3 基于局部重叠切换律的飞行器切换多胞系统建模 36
3.3.1 切换多胞系统的数学描述 37
3.3.2 建模实例 37
3.4 特殊结构的不确定切换系统建模 38
3.4.1 两类不确定切换系统形式 39
3.4.2 建模实例——具有定常输入矩阵的切换系统 39
3.4.3 建模实例——级联结构的切换系统 40
参考文献 42
第4章 面向飞行器控制的切换系统稳定性分析 44
4.1 局部重叠特性下的切换系统稳定性分析概述 44
4.2 基于公共李雅普诺夫函数方法和驻留时间方法的稳定性分析 45
4.2.1 驻留时间约束下的稳定性分析 45
4.2.2 仿真实例 47
4.3 基于公共李雅普诺夫函数方法和平均驻留时间方法的稳定性分析 50
4.3.1 平均驻留时间约束下的稳定性分析 50
4.3.2 仿真实例 52
4.4 基于符号稳定性方法的切换系统稳定性分析 57
4.4.1 问题描述 57
4.4.2 切换系统符号稳定性分析方法——必要条件 58
4.4.3 切换系统符号稳定性分析方法——充要条件 61
4.4.4 仿真实例 62
参考文献 63
第5章 面向飞行器控制的切换系统一般镇定方法 64
5.1 切换多胞系统的控制综合方法 64
5.1.1 控制综合方法的优势 64
5.1.2 基于平均驻留时间的切换多胞系统控制综合方法 65
5.1.3 仿真实例 70
5.2 基于图论的区域划分随机搜索算法 74
5.2.1 飞行包线及工作点的图论表示 74
5.2.2 区域划分随机搜索算法 76
5.2.3 搜索结果 77
5.3 基于符号稳定的镇定控制方法 79
5.3.1 基于符号稳定的多胞系统控制综合方法 79
5.3.2 仿真实例 81
参考文献 85
第6章 变体飞行器切换系统鲁棒控制方法 87
6.1 变体飞行器切换系统建模及分析 87
6.1.1 变体飞行器多体动力学模型 87
6.1.2 变体飞行器纵向非线性运动方程 90
6.1.3 变体飞行器变形运动方程 91
6.1.4 变体飞行器链式切换系统建模及分析 93
6.1.5 基于链式切换律的双信号切换多胞系统模型 98
6.2 变体飞行器鲁棒平滑切换控制 99
6.2.1 控制器设计与鲁棒H∞性能分析 99
6.2.2 基于状态观测器的广义系统跟踪控制 103
6.2.3 仿真实例 105
6.3 变体飞行器有限时间鲁棒平滑切换增稳控制 110
6.3.1 链式平滑切换系统的有限时间稳定性分析 111
6.3.2 有限时间鲁棒平滑切换动态输出反馈控制 116
6.3.3 仿真实例 119
6.4 变体飞行器双信号切换多胞系统的鲁棒控制 125
6.4.1 大包线跨区域变形飞行特征分析 125
6.4.2 基于权值速率有界的时变参数多胞系统稳定性 127
6.4.3 大包线内跨区域变形飞行稳定性分析——区域内飞行 131
6.4.4 大包线内跨区域变形飞行稳定性分析——跨域飞行 136
6.4.5 双信号切换多胞系统的鲁棒变增益控制 141
6.4.6 仿真实例 145
参考文献 151
第7章 切换系统在飞行器控制中的其他应用 153
7.1 机翼颤振的鲁棒自适应切换控制 153
7.1.1 问题描述 154
7.1.2 比例-积分增益矩阵不变的情况 156
7.1.3 比例增益矩阵可变的情况 161
7.1.4 仿真实例 165
7.2 航空电液伺服系统鲁棒自适应切换控制 170
7.2.1 问题描述 170
7.2.2 仿真实例 176
7.3 高超声速飞行器切换多胞自适应增稳控制 180
7.3.1 相关定理 180
7.3.2 问题描述 181
7.3.3 自适应增稳增益调度控制器设计 183
7.3.4 稳定性分析 185
7.3.5 仿真实例 189
参考文献 192
第8章 总结与展望 194
