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临近空间高超声速飞行器已经成为世界各国研究的热点,与传统飞行器相比,高超声速飞行器飞行范围大,并且采用机体/发动机一体化设计,使得它的数学模型呈现出高度的非线性和强耦合性,这些因素给高超声速飞行器的控制系统的设计带来了很大的挑战。
本文以国内外公开发表的高超声速飞行器(Winged-cone)模型为研究对象,针对该飞行器的纵向飞行控制问题,设计了两种控制方法:第一,基于反馈线性化和模糊函数逼近器设计了一种新的反步控制策略。该控制策略利用模糊推理系统逼近未知对象模型,将模型用于反馈线性化过程中,并针对线性化后系统设计反步控制器,实现了未知模型高超声速飞行器进行有效控制;第二,针对高超声速飞行器飞行范围大,飞行过程中气动参数变化大的特点,设计了具有参数自适应能力的全局稳定变结构控制器,在实现气动参数在线辨识的同时,实现了目标跟踪控制。仿真结果验证了所提方法的有效性。