● 摘要
高超声速飞行器一般是指飞行速度超过5马赫的飞机、导弹、炮弹之类的有翼或无翼飞行器。它的发展关系着国家安全和对空间的开发利用能力，具有重要的军事价值和战略意义，近年来获得了世界各个军事大国的高度重视和大力研究。作为一种新型的航空航天飞行器，高超声速飞行器在飞行过程中表现出了多工作模式、多任务和大范围高速机动等特点，使得飞行器控制系统的设计成为一项极具挑战的前沿课题。而本文针对的是高超声速飞行器在飞行过程中所面临的抗干扰问题，采用了模糊控制、干扰观测器和线性矩阵不等式等技术手段，在抗干扰控制方案设计方面展开了较为全面和深入的分析和研究，从而保证飞行控制系统能满足一定的性能指标和稳定性等控制要求。
首先，研究高超声速飞行器的建模问题。针对高超声速飞行器的非线性纵向动力学模型，基于Takagi-Sugeno (T-S)模糊逼近理论，设计相应的模糊规则与隶属度函数，从而建立高超声速飞行器纵向动态模型的T-S模糊模型。
然后，提出基于干扰观测器的保成本模糊控制策略来处理高超声速飞行器的抗干扰控制问题。针对系统模糊模型，设计干扰观测器对一类可建模干扰进行估计并在控制输入端进行主动地补偿。此外，还重点考虑了系统保成本性能问题，基于线性矩阵不等式优化方法使得成本函数上界尽可能小。
进而，利用干扰观测器和模糊控制理论，结合自适应控制、L∞增益和鲁棒控制的设计思想，提出一种全新的、更全面和完善的抗干扰控制方案。考虑到系统受到不同类型的干扰，采用了复合分层抗干扰控制的设计方法。对一类可建模的干扰，设计干扰观测器进行估计补偿。对一类不可建模干扰、不确定性扰动、模糊逼近误差和设计干扰等，利用自适应估界方法、L∞增益方法进行抗干扰控制。
最后，通过MATLAB仿真，验证了控制器设计的有效性，充分体现了本文所提出的高超声速飞行器抗干扰研究方案具有较大的应用价值。