摘要：吸气式高超声速飞行器(air-breathing hypersonic vehicle,AHV)的飞行动力学模型具有高度非线性与多变量耦合等特性,且受到内部不确定性与外部干扰的综合影响,因此需要具有强鲁棒性与高精度的控制器。本文介绍了一种改进的基于随机鲁棒性分析的线性二次调节器(linear-quadratic regulator,LQR)设计方法,用于AHV的纵向飞行控制器设计。首先,应用输入输出反馈线性化技术设计LQR控制器。其次,基于系统参数的不确定性,将系统鲁棒性表征为满足稳定性与设计指标要求的概率,并构建系统鲁棒性与LQR参数之间的映射关系。为了实现系统鲁棒性最大化的目标,提出一种全新的混合粒子群优化算法对LQR的控制参数进行寻优计算。在优化迭代的过程中,使用切诺夫边界理论确定蒙特卡洛估计的随机样本量。最后,仿真结果表明该优化算法可以高效地获取满足设计要求的LQR控制参数最优解。