刚弹性耦合的高超声速飞行器自适应有限时间控制

针对高超声速飞行器刚性-弹性耦合动力学特性诱发的再入姿态稳定控制难题，提出了一种具有有限时间收敛功能的自适应积分Lyapunov控制方法。建立了刚性-弹性耦合动力学模型，将弹性模态与外部不确定性视为归一化扰动，构造辅助误差补偿子系统。设计自适应律跟踪归一化扰动，可使姿态跟踪误差在有限时间内收敛，同时增强积分Lyapunov控制方法的鲁棒性。此外，为解决传统反步法控制的“微分爆炸”问题，引入一阶线性滤波器，避免了直接求导，得到了平滑且可执行的控制指令。仿真结果表明：所提控制方法在气动参数摄动±20%的条件下，实现速度跟踪误差不大于0.1 m/s，高度跟踪误差不大于0.5 m，可有效抑制弹性模态和外部扰动对姿态控制的不利影响。