时滞超空泡航行体复杂控制系统设计

根据Logvinovich提出的空泡截面独立扩张原理，空泡某一截面的形状与空化器的运行轨道之间存在时延，进而使得超空泡航行体的非线性动力学模型存在时延(记忆)效应。针对超空泡航行体存在的时延特性，建立超空泡航行体纵向运动非线性时滞动力学模型，并对其进行复杂控制系统设计。分别设计前馈调节器及反馈调节器，前馈调节用于克服滑行力干扰，反馈调节采用基于反馈线性化的滑模变结构控制方法保证系统的控制精度。仿真结果表明，系统对阶跃信号的动态响应过程衰减较快，调节时间为1.5s；系统的稳态误差为小于±5%，能够满足工程实际中的稳态性能指标。