摘要
高超声速飞行器在遂行高空域、高马赫数的飞行任务过程中，对气动力参数的大范围变化十分敏感，发生损伤和故障的可能性极大，同时，由于具有飞行范围跨度大、飞行环境复杂多变等特点，高超声速飞行器的控制系统也将面临强时变、强耦合性、强非线性和严重不确定等难题，如何设计出可靠的控制系统成了一项严峻的挑战。因此，如果能够在线辨识与估计出精准的气动力参数，将会大幅度缓解控制系统的设计压力。针对上述问题，本文主要开展了高超声速飞行器的关键参数在线估计方法研究，以及基于在线估计方法的复合自适应控制和典型故障条件下的在线重构控制方法研究。 首先，建立了高超声速飞行器纵向动力学模型，并进行气动特性分析，进而建立起面向控制的高超声速飞行器纵向模型，为下步开展关键参数在线估计与控制系统设计打下基础。 其次，基于滤波器的参数估计误差重构机制，设计了关键参数的在线估计方法，然后，利用在线估计得到的参数估计误差信息，结合反步法和动态面控制方法，设计出复合自适应控制律，实现了关键参数估计误差能够收敛到任意接近0的邻域内，从而提高了闭环系统的性能。 最后，考虑高超声速飞行器突发升降舵（执行器）损伤故障时，通过添加基于遗忘因子的在线重构控制方法，完成了突发典型故障下的速度和姿态稳定控制，并实现了突发故障下关键参数在线精确估计。
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