常亚菲，姜甜甜

(1. 北京控制工程研究所，北京 100190；2. 空间智能控制技术重点实验室，北京 100094)

0 引 言

高超声速再入飞行器具有飞行速度快、反应时间短、机动性能强、飞行范围广、负载能力强等诸多优点，因而具有很高的军事和民用价值，是目前全球航空航天领域一个极其重要的发展方向[1-2]。飞行控制技术作为高超声速飞行器核心技术之一，是飞行任务成功的保障。美国高超声速技术飞行器(HTV-2)的两次飞行试验都以失败告终，项目组总结失败经验认为，将该类飞行器送入临近空间等技术问题已基本解决，但如何完成姿态控制成为悬而未决的技术问题[2]，因此研究高超声速再入飞行器的姿态控制方法具有重要的意义。然而，飞行器高超声速、大机动的飞行状态使其具有较强的非线性。其次，高超声速飞行器再入飞行环境复杂，飞行过程中的结构参数、气动参数摄动剧烈，未建模动态特性多，加之缺乏足够的飞行与地面试验，从而导致用于控制系统设计的高超声速飞行器模型具有强烈的不确定性。此外，飞行器大机动再入飞行时，飞行速度和高度发生剧烈变化，其气动特性、质心和惯性矩等均随之发生快速变化，因而高超声速飞行器体现出显著的快时变特征。上述特性使得高超声速再入飞行器姿态控制设计面临巨大的挑战。

针对高超声速飞行器存在强非线性的问题，文献[3-4]和文献[5-6]分别采用反馈线性化和反步方法进行控制系统设计，这类方法均严格依赖于对象模型的基础结构。……