基于扩张状态观测器和反步法的非线性超空泡航行体纵向控制

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作   者：

秦华阳;  陈增强;  孙明玮;  周瑜;  孙青林; 

作者机构：

南开大学人工智能学院; 

关键词：

反步控制;  空泡记忆效应;  超空泡航行体;  Lyapunov分析;  非线性系统;  线性扩张状态观测器; 

期刊名称：

控制理论与应用

i s s n：

1000-8152

年卷期：

2023 年 002 期

页   码：

373-380

摘   要：

考虑空泡记忆效应的超空泡航行体控制难度较大,主要体现在滑行力的强非线性、模型中的时延特性以及运动中的未知扰动.对于此类多输入多输出的复杂非线性系统,利用传统反步法控制器设计思想,将其改进以适用于超空泡航行体的纵向运动控制.为了对系统模型中存在的未知扰动进行观测补偿,本文设计了线性扩张状态观测器（LESO）,将扰动估计值与控制器设计相结合,使用Lyapunov方法分析系统稳定性.最后在不同条件下进行仿真,结果验证了所设计的LESO估计未知扰动的准确性,以及所提控制方法对超空泡航行体纵向控制的有效性.