This paper presents a hybrid robust control design method for a third-order lower-triangular model of nonlinear dynamic systems in the presence of disturbance. In this paper, a novel control design is presented systematically to synthesize a robust nonlinear feedback controller, called backstepping sliding mode control (BSMC), for the proposed system by a combined approach of backstepping design and sliding mode control. In this approach, a family of the “sliding surface” is introduced in state transformations. Then, a smooth switching function of the sliding surface is introduced and enforced to include in virtual feedbacks and a real control law from the control selection phrases of the backstepping design loop. The achieved control method proves a well-tracking command with asymptotic stability, provides a robustness in the presence of uncertainties, and eliminates completely a chattering phenomenon. The application of flight-path angle control corresponding to the longitudinal dynamics of a high-performance F-16 aircraft simulation model is implemented. Under some assumptions, full nonlinear longitudinal dynamics is reformed into a lower-triangular system for a direct application to formulate a control law. A closed-loop system is achieved for in-flight simulation with different flight profiles for a comparison of the existing methods. Also, an external disturbance on different loading/unloading conditions in flight is applied to verify and validate robustness of the proposed control method.

中文翻译：

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F-16飞机纵向动力学的新型混合鲁棒控制设计方法。

本文提出了在存在扰动的情况下非线性动力学系统的三阶下三角模型的混合鲁棒控制设计方法。在本文中，系统地提出了一种新颖的控制设计，以结合后推设计和滑模控制的方法，为所提出的系统综合了一种鲁棒的非线性反馈控制器，称为后推滑模控制（BSMC）。在这种方法中，在状态转换中引入了一系列“滑动表面”。然后，引入并强制执行滑动面的平滑切换功能，以将虚拟反馈和来自反推设计循环的控制选择短语的实际控制定律包括在内。所实现的控制方法证明了具有渐近稳定性的良好跟踪命令，在存在不确定性的情况下提供了鲁棒性，并完全消除了抖动现象。实现了与高性能F-16飞机仿真模型的纵向动力学相对应的飞行路径角度控制的应用。在某些假设下，将完全非线性的纵向动力学重构为下三角系统，以直接用于制定控制律。为了比较现有方法，实现了具有不同飞行轮廓的用于飞行中仿真的闭环系统。此外，在飞行中不同装/卸条件下的外部干扰被应用于验证和验证所提出的控制方法的鲁棒性。实现了与高性能F-16飞机仿真模型的纵向动力学相对应的飞行路径角度控制的应用。在某些假设下，将完全非线性的纵向动力学重构为下三角系统，以直接用于制定控制律。为了比较现有方法，实现了具有不同飞行轮廓的用于飞行中仿真的闭环系统。而且，在飞行中不同的装卸条件下的外部干扰被应用于验证和验证所提出的控制方法的鲁棒性。实现了与高性能F-16飞机仿真模型的纵向动力学相对应的飞行路径角控制的应用。在某些假设下，将完全非线性的纵向动力学重构为下三角系统，以直接用于制定控制律。为了比较现有方法，实现了具有不同飞行轮廓的用于飞行中仿真的闭环系统。而且，在飞行中不同的装卸条件下的外部干扰被应用于验证和验证所提出的控制方法的鲁棒性。为了比较现有方法，实现了具有不同飞行轮廓的用于飞行中仿真的闭环系统。而且，在飞行中不同的装卸条件下的外部干扰被应用于验证和验证所提出的控制方法的鲁棒性。为了比较现有方法，实现了具有不同飞行轮廓的用于飞行中仿真的闭环系统。而且，在飞行中不同的装卸条件下的外部干扰被应用于验证和验证所提出的控制方法的鲁棒性。