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近空间高超声速飞行器再入飞行的高阶滑模姿态控制研究的中期报告
1.研究背景
近年来，高超声速飞行器（HypersonicVehicle，HV）因其在军事、航天等领域中的应用而备受瞩目。但是，HV再入过程中气动加热、空气动力学效应、惯性力耦合等因素的影响，使姿态控制问题更加复杂。因此，高阶控制方法在HV姿态控制中的应用备受关注。
2.研究目的
本研究旨在研究高阶滑模控制（Higher-orderSlidingModeControl，HOSMC）在HV再入过程中姿态控制中的应用，进一步提高HV姿态控制精度和稳定性。
3.研究内容及进展
（1）HV再入飞行动力学模型的建立
针对HV再入飞行过程中的内外环境因素，建立了基于刚体动力学和大气动力学的HV再入飞行动力学模型。
（2）基于HOSMC的高精度姿态控制方案设计
采用基于HOSMC的姿态控制方法，通过导航、制导和控制系统（NGC系统）将期望姿态转化为控制指令。本研究通过仿真验证，在HV再入过程中，基于HOSMC的姿态控制可以有效地降低再入过程中的姿态误差和控制器切换过程中的抖动现象。
（3）系统稳定性分析
采用Lyapunov稳定性分析方法对高阶滑模控制器的稳定性进行分析，并得出了系统稳定的充分条件。仿真结果表明，本研究所设计的控制方案在保证系统稳定性的同时，也能够提高控制精度和鲁棒性。
4.总结与展望
本研究展示了HOSMC在HV再入飞行姿态控制中的应用，并对其性能进行了分析和验证。未来的研究将着重于对更加复杂的实际环境下，如风向、温度和大气湍流等参数的影响进行深入探究，在飞行姿态控制精度和鲁棒性方面取得更显著效果。