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ESO-based fault-tolerant anti-disturbance control for air-breathing hypersonic vehicles with variable geometry inlet

机译：基于ESO的容错防扰控制，用于空气呼吸的高超声速车辆，可变几何入口

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The fault-tolerant anti-disturbance control problem for air-breathing hypersonic vehicles with variable geometry inlet (AHV-VGI) is investigated. The VGI technique enlarges the AHV flight envelope at the expense of the system to inevitably possess unknown disturbances, model uncertainties and actuator faults. A novel fault-tolerant control strategy is proposed under the back-stepping control scheme based on extended state observer (ESO) and dynamic inversion. In each step, two ESOs are designed. The first one estimates the virtual control signals, and the second one approximates the total uncertainties. Dynamic inversion is introduced into the controller to deal with the non-affine actuator faults. In particular, the ESOs are activated successively in the designed controller. ESO estimation errors and output tracking errors of the AHV-VGI system are proved to be arbitrarily small in theory. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness and superiority of the proposed control strategy.
机译：研究了具有可变几何入口（AHV-VGI）的空气呼吸超声波（AHV-VGI）的容错抗干扰控制问题。 VGI技术以牺牲系统为代价扩大了AHV飞行包，不可避免地具有未知的干扰，模型不确定性和执行器故障。基于扩展状态观察者（ESO）和动态反转，提出了一种新的容错控制策略。在每个步骤中，设计了两个eSos。第一个估计虚拟控制信号，第二个估计近似于总不确定性。动态反转被引入控制器中以处理非仿射执行器故障。特别地，ESO在设计的控制器中连续激活。证明AHV-VGI系统的ESO估计误差和输出跟踪误差在理论上是任意较小的。提供仿真结果以证明所提出的控制策略的有效性和优越性。

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