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吸气式高超声速飞行器采用机体与发动机一体化的设计方式,导致飞行器在飞行过程中空气动力特性与推力特性耦合影响明显,发动机的工作效率受到飞行状态的影响,飞行状态的改变很大程度上也依赖于发动机的工作效率。这给高超声速飞行器制导控制系统的设计带来了很大的挑战。本文以采用超燃冲压发动机为动力的高超声速飞行器为研究对象,研究考虑这种耦合特性的飞行器建模与控制,开展以下研究工作:首先,定义相关的坐标系,建立坐标系间的转换关系,在此基础上根据高超声速飞行器的动力学特性与运动学特性,建立飞行器的质心及绕质心的运动方程组,为后面的研究奠定模型基础。其次,研究飞行器飞行/推进一体化建模方法。基于激波/膨胀波理论研究飞行器所受空气动力和空气动力矩的计算方法,基于超燃冲压发动机工作原理研究发动机产生推力和推力力矩的计算方法,在此基础上建立飞行/推进一体化模型,并进行耦合作用机理分析。然后,研究飞行器飞行/推进一体化控制方法。针对飞行器的耦合特性,设计飞行/推进一体化控制律,并针对模型中的不确定性,研究控制律的鲁棒自适应性。最后,针对不同情况对飞行器进行六自由度数学仿真。仿真结果表明,所设计的控制律能够满足机动飞行时的飞行状态镇定与参考指令跟踪要求。