在再入飞行器的再入过程中,由于严重的气动热效应、柔性大以及低阻尼等特点,使得再入飞行器的颤振问题变得更加的突出。在传统的刚度设计准则中,设计者通过提高结构刚度（特别是扭转刚度）来回避气动弹性效应。而提高结构刚度的直接后果就是飞行器结构重量增加,飞行器总体性能的降低。从上世纪80年代起,气动弹性主动控制技术取得了较大发展,该技术是充分利用气动弹性效应并借助于主动控制策略来减轻结构重量和优化飞行器性能。虽然目前气动弹性主动控制技术取得了可喜的研究进展,但是现有的研究都是针对亚音速飞行器和在执行器没有故障的情况下进行的。机翼颤振主动控制是通过驱动机翼表面的执行器来调节气动弹性效应,进而抑制颤振。主动控制需要用到传感器和作动器,传感器用于采集系统的状态信息,作动器根据控制律的计算结果对受控对象施加控制。对于一个主动控制系统,很难保障系统中的传感器和作动器能够始终处于理想工作状态,它们都有可能产生失效、漂移、饱和等问题。对于高超音速再入飞行器,在再入过程中飞行器将面临高温高压等恶劣的气动环境,作动器有可能发生失效、漂移、卡死等故障,执行器很小的故障可能会造成飞行器灾难性的事故。另外,在机翼颤振主动控制中,当控制器的计算值大于执行器本身所能产生的的最大输出量时,执行器会出现饱和现象,有可能引起颤振系统失稳。此外,在颤振的主动控制系统中时滞现象不可避免,时滞现象的存在有可能引起控制系统效率的降低或控制系统不稳定。对于高速飞行的再入飞行器,系统的状态瞬间变化非常大,要求执行器应当能够瞬间适应系统状态的这种快速变化,控制系统中的微小时滞量都有可能导致控制系统不稳定的产生。因此,开展再入飞行器颤振主动抑制中时滞问题的研究显然具有重要意义。值得说明的是,现有关于机翼颤振主动控制的研究几乎都是在假定系统作动器完全正常和控制系统中没有时滞的条件下开展的,少有考虑作动器故障、输入饱和以及时滞方面的研究报道。本论文在国家自然科学基金（11132001,11272202,11472171）、上海市教育委员会重点项目（14ZZ021）、上海市自然科学基金（14ZR1421000）的资助下,以二维机翼颤振模型为研究对象,对再入飞行器机翼颤振的容错控制进行研究,主要工作和创新点如下:（1）对再入飞行器的轨迹优化和考虑执行器故障的颤振动力学方程进行了研究。本文首先采用共轭梯度法对再入飞行器的轨迹进行了优化,使得飞行器飞行器表面的气动加热和温度极大的降低。在轨迹优化的基础上,考虑立方刚度结构非线性和采用活塞理论以及Lagrangian方法,建立了具有沉浮和俯仰两自由度二元机翼的气动弹性运动方程,进而考虑执行器的故障形式建立了具有故障形式的机翼颤振模型。（2）对考虑执行器故障、系统模型不确定性和外部干扰条件下的机翼颤振的自适应容错反馈控制进行了研究。利用线性矩阵不等式（LMI）理论,提出模式依赖Lyapunov方法分离故障,使每一个故障模式都对应有一个Lyapunov方程,从而减小了不同故障模式共用同一个Lyapunov方法的保守性,然后利用H∞方法优化了系统的性能,所设计的自适应容错控制器能够在执行器发生故障以及外部干扰存在的情况下抑制颤振的发生。数值仿真结果显示,在执行器发生故障时,所设计的自适应颤振容错控制器能够有效地抑制机翼颤振,并且控制器对系统结构固有参数、模型不确定性以及外部干扰的变化具有很好的鲁棒性。（3）为了使机翼颤振在有限时间内得到控制,同时考虑执行器控制输入受限、模型不确定性和外部干扰,本文将自适应控制技术与神经网络（NN）的逼近功能相结合,提出了一种有限时间内的自适应颤振容错控制算法。首先利用径向基神经网络来逼近执行器在输入饱和时的误差项,然后设计自适应容错控制器来补偿输入饱和时的误差项、执行器故障、模型不确定项和外部干扰,从而有效抑制机翼颤振。数值仿真结果表明,在执行器正常和发生故障时,本文所设计的颤振容错控制器能够在有限时间内对颤振进行快速抑制,并且控制器对执行器饱和量、结构固有参数、模型不确定性和外部干扰的变化具有很强的鲁棒性。（4）为了解决颤振系统中的时滞问题,同时考虑到执行器输入饱和、执行器故障、模型不确定性和外部干扰,本文提出了一种有限时间内的颤振容错控制算法,并且利用Lyapunov-Krasovskii泛函证明了闭环颤振系统的稳定性。研究结果显示,时滞会对闭环颤振控制系统的稳定性造成重要影响,它有可能导致系统响应出现发散;而本文所设计的颤振容错控制器对时滞变化具有很好的鲁棒性,能够同时处理系统中的小时滞量和大时滞量问题;此外,本文所设计的控制器能够有效地处理执行器故障、模型不确定性以及外部干扰问题,而且对系统结构固有参数、模型不确定性以及外部干扰的变化具有很强的鲁棒性。（5）针对颤振系统中状态不可测量问题,提出了一种基于观测器的无需沉浮位移和俯仰角度测量信息的容错控制策略。为了解决状态敏感器发生故障时不能提供状态测量值的控制问题,本文首先设计了观测器以实现对机翼颤振状态中的沉浮位移和俯仰角度的估计,然后利用估计值来设计有限时间自适应颤振容错控制器,从而在执行器发生故障时对颤振进行有效抑制。仿真结果表明,所设计的观测器能够对颤振系统中的沉浮位移和俯仰角度进行估计;所设计的有限时间自适应颤振容错控制器能够对机翼颤振进行快速抑制,并且具有对系统结构固有参数、模型不确定性以及外部干扰变化很好的鲁棒性。