● 摘要
高超声速飞行器速度快、时间成本低的特点决定了它在军用和科研领域都具有可观的发展与应用前景，而其控制方法的研究又是其研究的重点和难点，所以高超声速飞行器的控制技术一直都是研究的热点问题，它涉及到多学科、多领域的交叉，成为了高科技竞争中各国的必争之地。本文立足于前沿探索性自然科学基金项目——《高超声速飞行器稳定性和机动性的智能协调控制》，致力于设计仅部分状态信息可测量的高超声速飞行器的输出反馈控制问题。
在模型方面，建立并逐步完善了高超声速飞行器的纵向动力学模型，依次考虑了刚性模型、弹性影响因素和参数不确定因素。利用了输入输出线性化方法和矩阵分离定理，对动力学模型进行处理，并设计了误差系统，为控制器设计、稳定性分析和高增益观测器的应用奠定了基础。
在控制器方面，分为三步逐步设计出输出反馈控制器，具有渐进性和系统性。首先是全状态反馈控制器的设计，并证明该控制方法能保证误差满足局部最终一致有界。其次是输出反馈控制器的设计，利用高增益观测器提供飞行器不可测量的速度及高度的高阶导数的估计信号。最后针对模型不确定性，利用径向基神经网络来设计飞行器未知动力学的前馈补偿。从这三步逐渐完善了控制器的设计。
在仿真方面，利用Matlab软件进行仿真，仿真结果也表明，该控制律在有参数不确定性条件下能实现良好的速度和高度跟踪，能确保飞行器的安全飞行。