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针对高超声速飞行器的巡航飞行阶段，建立了纵向六自由度动力学模型和飞行器的发动机二阶系统动力学模型及空气动力学模型。所设计一种基于神经网络补偿的新型高阶非奇异Terminal滑模控制器，在标称巡航飞行条件下，该控制器通过控制高超速飞行器的发动机节流阀调定的指令信号和升降舵偏转信号来控制飞行器的速度和高度。该控制器对气动力非线性、气动干扰、系统参数不确定均具有良好的鲁棒性。仿真验证所设计的控制器对阶跃响应和周期信号的具有良好的跟踪性能。