● 摘要
高超声速飞行器飞行速度快、射程远、威力大、机动性能和突防性能好，是执行全球快速精确打击新型飞行器，是世界各个主要军事大国积极研究的方向。再入制导技术是研究高超声速飞行器的关键技术之一，论文以通用飞行器CAV为研究对象，研究利用高阶滑模控制的鲁棒性特点设计飞行器的再入制导方法。
根据高超声速飞行器再入飞行的特点，将再入过程分为三部分：满足热流率约束的快速下降段；满足射程和速度约束的平稳滑翔段；为末制导段做准备并满足航向角误差约束的弹道下压段以及之后的满足多终端约束的末制导段。根据上述再入特点，论文主要研究内容如下：
1、研究给出一种平稳滑翔段参考轨迹的高阶滑模跟踪控制方法。传统标准轨迹法再入制导律设计分为参考轨迹规划和在线弹道跟踪，针对平稳滑翔段在线参考轨迹跟踪问题，运用高阶滑模控制理论，给出一种新的跟踪控制方法。考虑初始条件误差及气动拉偏的仿真结果验证了方法的有效性。
2、改进了侧向制导方法，规划了倾侧角的两次翻转方案。针对传统再入制导方法倾侧角翻转次数较多，且终端航向角误差较大的特点，给出一种相对更好的侧向制导方法。仿真结果显示，终端航向角误差很小且鲁棒性高，两次倾侧角翻转降低了倾侧角翻转次数，大大降低了飞行控制系统负担。
3、拓展给出了一种常值弹道倾角再入高阶滑模制导方法。运用高阶滑模控制的鲁棒性及对外界参数不敏感性特点，论文给出了一种飞行器常值弹道倾角再入滑翔的攻角及侧滑角控制方案。仿真结果显示飞行器具有较好的纵、横程机动能力。
4、提出一种多终端约束反演滑模末制导方法。针对飞行器多终端约束的末制导问题，运用Backstepping反演滑模设计方法，不需要线性化，利用高阶滑模控制特点，逐阶满足各个终端约束，给出一种能够满足终端弹道倾角和法向过载约束的末端导引方法。对比仿真结果表明，论文给出的制导方法具有较高的制导精度，并且在存在多种扰动情况下具有较好的鲁棒性。
论文尝试将高阶滑模变结构控制理论运用到再入制导律设计中，拓展了再入制导方法的新思路，具有一定的应用前景。