本书是关于吸气式高超声速飞行器预测控制理论与方法的一本著作，是作者多年从事高超声速飞行器控制研究的总结。书中详细介绍了高超声速飞行器的研究进展；高超声速飞行器的运动模型及其特性分析；预测控制理论；基于线性化模型的高超声速飞行器预测控制；高超声速飞行器鲁棒预测控制；高超声速飞行器滑模预测控制；基于干扰观测器的高超声速飞行器预测控制；高超声速飞行器输出反馈预测控制；高超声速飞行器高效预测控制。
本书可作为飞行器设计、导航制导与控制等专业高年级本科生和研究生教材，也可供从事高超声速飞行器研究的工程技术人员参考。

智能交通与运载工程前沿技术丛书序言
前言
第1章 绪论
1.1 高超声速飞行器概况
1.2 高超声速飞行器研究概况
1.2.1 国外研究概况
1.2.2 国内研究概况
1.3 高超声速飞行器控制概况
1.3.1 高超声速飞行器运动特点
1.3.2 高超声速飞行器控制研究概况
1.4 本书的特色与内容安排
第2章 高超声速飞行器运动模型及其特性分析
2.1 常用坐标系及其转换
2.2 一般飞行器运动方程组
2.2.1 动力学方程
2.2.2 运动学方程
2.2.3 辅助方程
2.2.4 飞行器运动方程组的简化与分解
2.3 高超声速飞行器纵向运动模型及其特性分析
2.4 本章小结
第3章 预测控制理论
3.1 预测控制基本原理
3.1.1 预测模型
3.1.2 滚动优化
3.1.3 反馈校正
3.2 预测控制问题的描述
3.3 广义预测控制算法
3.3.1 对象模型
3.3.2 滚动优化
3.3.3 在线辨识与校正
3.4 广义预测控制在液位系统中的应用
3.4.1 二容液位系统及其建模
3.4.2 仿真结果
3.5 本章小结
第4章 基于线性化模型的高超声速飞行器预测控制
4.1 基于状态空间方程的预测控制算法
4.2 基于状态空间方程的预测函数控制算法
4.3 基于小扰动线性模型的高超声速飞行器预测控制
4.3.1 一般预测控制结果与分析
4.3.2 预测函数控制结果与分析
4.4 基于完全线性化模型的高超声速飞行器预测控制
4.4.1 非线性模型完全线性化
4.4.2 一般预测控制结果与分析
4.4.3 预测函数控制结果与分析
4.5 本章小结
第5章 高超声速飞行器鲁棒预测控制
5.1 基于多胞型模型的高超声速飞行器鲁棒预测控制
5.1.1 基本原理
5.1.2 仿真结果与分析
5.2 基于线性分式模型的高超声速飞行器鲁棒预测控制
5.2.1 基本原理
5.2.2 仿真结果与分析
5.3 本章小结
第6章 高超声速飞行器滑模预测控制
6.1 理论基础
6.1.1 滑模变结构控制基本原理
6.1.2 滑模预测控制基本原理
6.2 基于状态空间模型的滑模预测控制
6.2.1 滑模预测模型
6.2.2 反馈控制律
6.2.3 仿真结果与分析
6.3 基于线性矩阵不等式的滑模预测控制
6.3.1 滑模预测模型
6.3.2 反馈控制律
6.3.3 仿真结果与分析
6.4 本章小结
第7章 基于干扰观测器的高超声速飞行器预测控制
7.1 匹配与不匹配不确定性
7.2 问题描述
7.3 基于非线性干扰观测器的预测控制规则
7.3.1 模型转化
7.3.2 基于线性矩阵不等式的鲁棒跟踪预测控制
7.3.3 干扰观测器
7.3.4 组合控制规则设计
7.3.5 两种补偿方式
7.3.6 仿真结果与分析
7.4 基于模型修正的预测函数控制
7.4.1 输出模型修正
7.4.2 仿真结果与分析
7.5 基于干扰补偿的优跟踪控制
7.5.1 优控制器设计
7.5.2 复合控制器设计
7.5.3 仿真结果与分析
7.6 本章小结
第8章 高超声速飞行器输出反馈预测控制
8.1 问题描述
8.2 高超声速飞行器输出反馈预测控制器设计
8.2.1 构造设计模型
8.2.2 扰动模型和观测器设计
8.2.3 控制器设计
8.2.4 仿真结果与分析
8.3 基于PI观测器的飞行器姿态输出反馈预测控制
8.3.1 姿态系统模型及其转换
8.3.2 预测控制器设计
8.3.3 仿真结果与分析
8.4 本章小结
第9章 高超声速飞行器高效预测控制
9.1 调度鲁棒预测控制及其改进策略
9.1.1 基于多胞型模型的鲁棒预测控制
9.1.2 离线鲁棒预测控制
9.1.3 调度预测控制
9.1.4 基于调度策略的离线鲁棒预测控制算法
9.2 基于调度离线预测控制的高超声速飞行器控制器设计
9.2.1 预测模型
9.2.2 离线控制规则
9.2.3 在线控制
9.2.4 仿真结果与分析
9.3 双模预测控制理论
9.3.1 基于椭圆不变集的双模预测控制方法
9.3.2 不变集的定义及其计算
9.3.3 基于多面体不变集的双模预测控制方法
9.3.4 多参数二次规划解的性质
9.4 高超声速飞行器离线双模预测控制器设计
9.4.1 预测模型
9.4.2 离线设计控制规则
9.4.3 在线控制
9.4.4 仿真结果与分析
9.5 本章小结
参考文献
附录

21世纪是智能交通系统
与运载工程发生深刻变革的
时代，伴随先进检测、计算
、通讯、控制、数据等技术
的集成和应用，人、车、路
与环境等要素正在逐步耦合
为以智慧道路、网联车辆、
交通大数据、人工智能等为
基础的新一代智能交通系统
。智能交通系统涵盖了当前
多种尖端科技与理念，直接
关乎国计民生，是交通行业
创新驱动战略实施的必然选
择。运载工程领域涉及机械
、微机电系统、智能控制、
装备制造、机器人、航空、
航天、航海、汽车、轨道交
通、综合交通等多个子领域
的技术，是各国重点发展的
战略方向。
如何促进交通行业有效
解决道路拥堵、环境污染、
巨额运营成本等实际问题，
提升运载工程领域的科学研
究水平、技术开发能力和装
备研发制造能力，方便工程
技术人员和科技工作者交流
相关领域前沿学术成果和最
新技术，助力交通系统与运
载工程学科领域的科学技术
发展进步，推动相关理念、
理论、算法和技术的传播、
革新和转化，为科研人员提
供良好的出版服务与交流平
台，是本丛书的责任和使命
。
“智能交通与运载工程前
沿技术丛书”是机械工业出
版社在广泛征求专家意见的
基础上，经过长期考察、反
复论证之后组织出版的。丛
书旨在全面科学地阐述智能
交通系统及运载工程的前沿
技术、理论和应用，以科学
性、系统性与导向性为目标
，涵盖车辆调度、车-路控
制、交通大数据分析、通信
及计算等智能交通所涉及的
所有领域。丛书力争“高层
次、高质量、高水平”，并
将长期组织专家撰写、编辑
和出版。
希望这套丛书的出版能
为交通技术的发展和变革带
来一定的启发。同时，希望
各位读者能开卷有益，并诚
挚地希望大家提出好的意见
和建议，促进和支持本丛书
的完善和出版。
智能交通与运载工程前
沿技术丛书编辑委员会