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针对高超飞行器姿态动力学模型多约束、多变量耦合和非线性的特点，采用预测控制理论设计了时变自适应控制器．根据奇异摄动理论将复杂的动力学分解为快慢内外环动力学，直接对非线性系统伪线性化建模，把非线性优化问题转化为线性时变系统的次优化；将指标约束、输入约束、稳定约束转化为线性矩阵不等式（LMI）约束，在线滚动优化求解预测反馈控制律．结果表明，该控制方案保证了闭环系统的稳定性．