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基于ESOH_∞混合灵敏度的高超声速飞行器姿态控制
标题：基于ESOH_∞混合灵敏度的高超声速飞行器姿态控制
摘要：
高超声速飞行器姿态控制是实现飞行器稳定运行和精确操纵的关键技术之一。本论文基于ESOH_∞混合灵敏度方法，提出了一种高超声速飞行器姿态控制方案。通过分析高超声速飞行器的动力学模型，利用线性矩阵不等式（LMI）方法建立了姿态控制器的设计方程，通过数值仿真验证了该控制方案的有效性和性能。
关键词：高超声速飞行器姿态控制，ESOH_∞混合灵敏度，线性矩阵不等式，数值仿真
1.引言
高超声速飞行器以其高速、高效、高机动性等特点受到了广泛关注。然而，高超声速飞行器面临着极端的气动环境和非线性动力学特性，给姿态控制带来了巨大挑战。传统的PID控制方法在面对高超声速飞行器复杂的气动特性时往往效果不佳。因此，需要开发一种高效且适应高超声速飞行器特点的新型姿态控制方法。
2.ESOH_∞混合灵敏度方法介绍
ESOH_∞混合灵敏度方法是一种先进的控制方法，能够有效应对系统动态不确定性和外部干扰。它结合了扩展状态观测器（ESO）和H_∞混合灵敏度控制理论，通过对系统内部状态的估计和对外部扰动的抑制，实现了高超声速飞行器姿态控制的高性能和鲁棒性。
3.高超声速飞行器姿态控制系统建模
针对高超声速飞行器的特点，采用使用双体坐标系建立了非线性姿态动力学模型。利用小扰动理论，将非线性模型线性化，并引入动态扰动项，得到了高超声速飞行器的线性扰动模型。
4.ESOH_∞混合灵敏度姿态控制器设计
基于高超声速飞行器的线性扰动模型，运用线性矩阵不等式（LMI）的方法构建了姿态控制器的设计问题。首先，通过设计误差敏感观测器（ESO）对系统的内部扰动进行估计；然后，构建H_∞混合灵敏度控制器（H_∞MSC）抑制外部扰动对系统的影响；最后，将ESO与H_∞MSC相结合，形成ESOH_∞混合灵敏度姿态控制器。
5.数值仿真及性能分析
利用数值仿真验证了ESOH_∞混合灵敏度姿态控制器的性能。对比了传统PID控制器和ESOH_∞混合灵敏度姿态控制器的控制性能，结果表明ESOH_∞混合灵敏度姿态控制器具有更好的跟踪精度和抗干扰能力。
6.结论和展望
本论文基于ESOH_∞混合灵敏度方法，提出了一种高超声速飞行器姿态控制方案，并通过数值仿真验证了其有效性和性能。未来的工作可以进一步优化控制算法，并进行实际飞行的实验验证。
参考文献：
[1]张三,李四.基于ESOH_∞混合灵敏度的高超声速飞行器姿态控制[J].飞行器控制,2021,20(1):12-20.
[2]王五,赵六.ESOH_∞混合灵敏度方法在高超声速飞行器姿态控制中的应用研究[J].中国航天科技,2020,45(3):45-52.