张伸， 王青， 董朝阳， 杨格

(1.北京航空航天大学 自动化与电气工程学院， 北京 100083；2.北京航空航天大学 航空科学与工程学院， 北京 100083；3.中国船舶工业集团有限公司 系统工程研究院， 北京 100094)

0 引言

吸气式高超声速飞行器(AHV)是指以超燃冲压发动机为推进系统，飞行速度马赫数大于5的飞行器。由于其可实现高速可靠的全球精确打击与快速投送，使其在军事与商业领域均具有广阔应用前景[1]。现已从原理与概念探索阶段逐步进入技术开发与实验验证阶段[2]。

AHV控制系统设计面临十分严峻的挑战[3]。一方面，AHV飞行在20～70 km高空及临近空间区域，空气特性复杂多变且未知性较大，使得AHV难以精确建模，模型不确定性及外部扰动较强。另一方面，AHV通常采用机体与发动机一体化设计及乘波体构型，使得其动力学模型非线性特性显著，推进系统与气动特性耦合严重。

由于AHV的以上特性，结合增益调参的线性系统设计方案已经难以适用。随着近年来非线性控制理论的丰富与成熟，非线性AHV控制系统设计方法大量涌现[4]，如反馈线性化控制[5]、非线性自适应控制[6]、滑模控制[7-8]、反步控制[9-11]等。其中反步控制因其对于非线性系统不需附加约束且适应性强，在AHV控制问题中得到广泛应用。最新研究成果中，研究人员通过将其他控制方法与反步控制法相结合，来克服反步控制法的一些缺点并提高控制器的鲁棒性。如文献[9]将自适应更新律引入反步控制，并通过引入1阶低通滤波器避免反步法中的“微分爆炸”问题。……