● 摘要
高超声速飞行器在军事、科研等领域都有着重要意义，其控制技术是各国研究的热点，同时也是研究高超声速飞行器的重、难点；它涉及到多种学科、多个领域的知识和技术，综合了航空和航天方面的高新技术，成为国际高科技竞争的新的战略制高点。高超声速飞行器控制方法的研究将给未来空间技术的发展以及整个科学技术领域带来重大影响。本文以一种高超声速飞行器的综合模型为研究对象，进行了相关控制方法的研究。首先，介绍了高超声速飞行器综合模型的建立过程。该综合模型考虑了惯性力、气动力、气动弹性和气动热以及它们之间的耦合关系，能充分体现高超声速飞行器运动方程的高非线性和强耦合等特点，体现了飞行器的飞行特性。接着，考虑地球自转和曲率，利用小扰动理论对高超声速飞行器综合模型进行分析和化简，得到综合模型的部分线性化结果；在此基础上，分别对各个子系统进行分析，基于变速度的形式引入系统不确定性，同时将弹性状态也以不确定性的形式引入系统，从而将高超声速飞行器的综合模型线性化。最后，考虑参数不确定性和有界阵风干扰等因素，对综合模型简化后的线性控制系统，设计了鲁棒 控制器，接着利用Simulink工具完成系统仿真，仿真结果表明所设计的控制器能有效抑制干扰，保证了系统的鲁棒稳定性。