本文结合航天某背景单位工程应用需求,对可重复使用助推器的飞行控制方法进行了研究。可重复使用助推器飞行跨越空域大,根据飞行任务的需要又分为多个不同的飞行阶段,故设计一种能保证飞行器顺利完成全包线稳定飞行任务的控制系统尤为重要。目前国内外较为实用的飞行控制系统设计方法主要为增益调度控制法。增益调度法原理简单,在飞行控制系统的设计中得到了广泛应用。随着飞行器飞行速度的提高及超机动飞行的需要,增益调度控制器的设计越来越复杂,使用状态反馈的非线性动态逆法得到了关注。因此,本文结合可重复使用助推器的研究背景和设计特点,重点开展以下几方面的研究:1、飞行器非线性模型及控制模型的建立建立研究可重复使用助推器所用到的坐标系,根据动量和动量矩定理推导飞行器六自由度非线性模型及以攻角、侧滑角、滚转角为对象的控制模型。2、设计增益调度控制器,对非线性模型全程控制进行仿真验证根据不同的飞行阶段,分别建立小扰动线性化方程,得到俯仰、偏航、滚转三通道传递函数。设计对应三通道每个特征点的控制器控制参数,并通过协调仿真进一步优化控制参数。以马赫数为调参变量对飞行器的控制参数进行插值,进行全包线六自由度非线性仿真。3、设计非线性动态逆控制器,对非线性模型全程控制进行仿真并比较这两种控制器的控制效果采用状态反馈的方法,将飞行器的非线性方程转变为线性方程。根据时标分离的原则,设计飞行器的快回路和慢回路控制器,并进行全包线六自由度非线性仿真。