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本发明提供一种基于粒子滤波器的高超声速飞行器固定时间预测滑模控制方法，通过在高超声速飞行器系统的输入端增加过程噪声，在高超声速飞行器系统的输出端增加测量噪声，构建受扰系统状态方程，利用粒子滤波器得到受扰系统滤波后的状态；然后在未受干扰的系统状态下，选取系统离散状态空间方程作为预测模型对滑模面进行预测，并设计固定时间趋近律，利用固定时间趋近律得到固定时间预测滑模趋近律；最后用受扰系统滤波后的状态替代未受干扰的系统状态，得到固定时间预测滑模控制器。本发明解决了预测滑模控制在非高斯分布随机干扰下控制效果不佳的问题，实现高超声速飞行器在随机干扰下的快速稳定控制。

一种基于输出信息的高超声速飞行器轨迹跟踪控制方法，包括以下步骤：步骤一：利用输入输出线性化技术，把高超声速飞行器纵向模型转化为含有集总干扰(外部干扰和参数不确定性的总和)的输入输出模型；步骤二：根据步骤一建立的输入输出模型，设计固定时间扩张状态观测器估计未知干扰和输入输出模型的状态；步骤三，基于固定时间扩张状态观测器和系统的输出值，设计固定时间连续终端滑模面，进一步得到高超声速飞行器系统的固定时间连续终端滑模轨迹跟踪控制方案；本发明方法可以使得系统输出在固定时间内跟踪上参考轨线。本发明适用于高超声速飞行器控制领域。

本发明公开了一种高超飞行器热辐射效应曲面回归在线校正方法及系统，其中方法包括步骤：获取含有热辐射效应的退化图像；求取退化图像的暗通道图像，进行语义分割；滤波并计算语义分块的初步估计热辐射效应图像；进行四叉树分块，构建二元三阶多项式曲面回归模型；拟合图像块，拼接语义分块，再拼接所有的语义分块得到完整的回归拟合曲面，作为热辐射效应偏置场，并得到潜在清晰图像；通过迭代回归拟合曲面和潜在清晰图像，直到曲面回归模型收敛或达到迭代终止条件，最后一次迭代后所得到的潜在清晰图像为校正后的最终清晰图像。本发明可以高质量地完成去除热辐射效应的任务，大幅提升图像信噪比。

本发明公开了一种非最小相位高超声速飞行器的最优容错制导与控制一体化设计方法，针对高超声速飞行器的六自由度模型，考虑状态约束，提出基于自适应动态规划ADP的自适应容错制导与控制一体化方法。首先，通过引入障碍Lyapunov函数来处理状态约束，设计基于Backstepping控制的基础反馈控制器，将跟踪控制问题转化为等效的最优控制问题。随后，利用ADP技术设计了一种自适应最优控制策略，提供了补偿控制行为。构建了一个执行‑评价结构来在线求解HJB方程。本发明通过将Backstepping控制和ADP控制相结合，构建了总控制输入，以改善控制系统的跟踪性能和容错能力，从而实现了对高度、速度以及侧向位移的近似跟踪，为工程实践的具体实施提供了有力的参考。

一种基于预测滑模的高超声速飞行器鲁棒姿态控制方法，不考虑外部未知干扰的情况，根据奇异摄动理论和时标分离原则将飞行器的姿态回路分为慢回路和快回路，由于快慢回路具有强烈的非线性特征，非线性控制器复杂度较高，当高超声速飞行器在某一平衡点附近飞行时，非线性特征表现不明显，根据小扰动理论，可在平衡点附近做线性化处理，将快慢回路非线性控制系统方程变换为线性系统的方程形式，建立高超声速飞行器的姿态回路模型，能够保证姿态闭环控制系统稳定并使其在参数不确定的情况下能精确跟踪姿态指令信号，提高系统的控制精度和控制性能。