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基于准平衡滑翔的解析再入制导方法 被引量：12
1
作者 王肖 郭杰 +1 位作者 唐胜景 祁帅 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期58-67,共10页
针对高超声速滑翔飞行器再入制导问题,提出了一种基于准平衡滑翔的解析制导方法。在纵向基于准平衡滑翔条件建立再入航程与能量、倾侧角的解析关系,得到了倾侧角解析解,并通过高度变化率反馈使轨迹平滑;针对终端高度约束,在准平衡滑翔... 针对高超声速滑翔飞行器再入制导问题,提出了一种基于准平衡滑翔的解析制导方法。在纵向基于准平衡滑翔条件建立再入航程与能量、倾侧角的解析关系,得到了倾侧角解析解,并通过高度变化率反馈使轨迹平滑;针对终端高度约束,在准平衡滑翔条件下得到常值航迹角假设,从而建立终端高度与再入航程、航迹角的解析关系,得到了航迹角指令,并通过设计反馈控制律得到攻角解析解。对于过程约束,提出了一种基于航迹角指令的在线约束控制方法。侧向制导采用航向角走廊确定倾侧角符号。仿真结果表明,该制导方法计算速度快、制导精度高、扰动条件下鲁棒性较强。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 再入制导 解析解 准平衡滑翔条件
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基于能量和解析预测校正的滑翔制导 被引量：12
2
作者 曾宪法 王洁瑶 王小虎 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期2582-2588,共7页
针对高超声速滑翔问题,提出了一种基于能量和解析预测校正的滑翔制导方法。所提方法分纵向制导和侧向制导两部分。在纵向,利用准平衡滑翔条件建立了待飞距离与能量、倾侧角之间的解析数学关系,实现了对待飞距离的解析预测,并结合校正算... 针对高超声速滑翔问题,提出了一种基于能量和解析预测校正的滑翔制导方法。所提方法分纵向制导和侧向制导两部分。在纵向,利用准平衡滑翔条件建立了待飞距离与能量、倾侧角之间的解析数学关系,实现了对待飞距离的解析预测,并结合校正算法在线确定倾侧角指令大小,以满足对待飞距离和能量的要求,同时为了实现准平衡滑翔和满足终端高度、速度约束,进一步提出了基于高度的攻角指令调节方法;在侧向,提出了一种基于横程和待飞距离的侧向运动边界,以确定倾侧角符号和控制终端侧向偏差。与传统数值预测校正制导方法相比,所提方法的计算量和耗时显著减小,并且具有较好的精度和适应性。 展开更多
关键词 高超声速滑翔 再入制导 准平衡滑翔 解析预测校正
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高超声速飞行器纵向平面滑翔飞行制导控制方法 被引量：4
3
作者 王建华 刘鲁华 +1 位作者 王鹏 汤国建 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期58-66,共9页
针对高超声速飞行器纵向平面内准平衡滑翔制导控制问题,提出一种基于动态面控制和滑模控制的制导与姿态控制系统设计方法。建立高超声速飞行器纵向平面质心和绕质心运动模型,以航程预测-校正控制为出发点得到期望速度倾角并结合飞行器... 针对高超声速飞行器纵向平面内准平衡滑翔制导控制问题,提出一种基于动态面控制和滑模控制的制导与姿态控制系统设计方法。建立高超声速飞行器纵向平面质心和绕质心运动模型,以航程预测-校正控制为出发点得到期望速度倾角并结合飞行器纵向模型中速度倾角、攻角和俯仰角速率间的关系,利用动态面控制方法、终端滑模控制和二阶滑模控制方法完成高超声速飞行器纵向平面内制导与姿控系统设计。基于偏导系数矩阵形式的通用高超声速飞行器气动模型,完成期望攻角和左右升降舵偏角指令的解析计算。通过高超声速飞行器对该制导控制系统设计方法的有效性和鲁棒性进行仿真验证。根据数值仿真结果,系统阐述了高超声速飞行器进入准平衡滑翔飞行前后制导控制系统工作的特点,进而总结了从初始下降段到准平衡滑翔段交班飞行阶段制导控制系统设计需要注意的问题。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 制导控制系统 动态面控制 准平衡滑翔 纵向平面
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高超声速滑翔飞行器解析协同再入制导 被引量：9
4
作者 刘旭 李响 王晓鹏 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期731-742,共12页
为实现多高超声速滑翔飞行器的协同再入,提出一种基于剩余飞行时间和剩余飞行距离估计解析解的协同再入制导方法。基于准平衡滑翔条件推导了滑翔段剩余飞行时间和剩余飞行距离估计的解析表达式;通过攻角指令设计使飞行器快速进入并保持... 为实现多高超声速滑翔飞行器的协同再入,提出一种基于剩余飞行时间和剩余飞行距离估计解析解的协同再入制导方法。基于准平衡滑翔条件推导了滑翔段剩余飞行时间和剩余飞行距离估计的解析表达式;通过攻角指令设计使飞行器快速进入并保持准平衡滑翔飞行,为时间协同提供有利条件;将纵向升阻比作为设计量,利用数值算法进行预测校正,结合航向角误差走廊得到倾侧角指令,实现了时间约束下的再入制导。基于此,设计了多飞行器协同再入策略,最终实现多飞行器绝对时间约束下的协同再入制导飞行。分别在标称条件和不确定条件下进行仿真,结果表明本研究提出方法具备一定的时间调节能力和对干扰的鲁棒性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 再入制导 剩余时间 预测校正 准平衡滑翔
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高超声速无动力滑翔飞行器最优弹道研究 被引量：2
5
作者 张烨琛 包为民 +1 位作者 闵昌万 张宁宁 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2014年第4期5-8,共4页
分析高超声速无动力滑翔飞行器滑翔段最大射程弹道普遍存在的分段现象。根据该现象将滑翔段分为过渡段与准平衡滑翔段两段。提出基于Legendre伪谱法的弹道优化设计方法:在过渡段以其终点速度最大为优化目标对攻角进行优化;在准平衡滑翔... 分析高超声速无动力滑翔飞行器滑翔段最大射程弹道普遍存在的分段现象。根据该现象将滑翔段分为过渡段与准平衡滑翔段两段。提出基于Legendre伪谱法的弹道优化设计方法:在过渡段以其终点速度最大为优化目标对攻角进行优化;在准平衡滑翔段直接将攻角设计为最大升阻比攻角,经分析,该方法所得射程与滑翔段全程优化所得射程几乎相同。该方法简化了滑翔段射程优化问题。 展开更多
关键词 过渡段 准平衡滑翔段 弹道优化 LEGENDRE伪谱法
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基于预测校正方法的RLV再入制导律设计 被引量：27
6
作者 李惠峰 谢陵 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1344-1348,共5页
针对高超声速可重复运载器RLV(Reusable Launch Vehicles)的再入飞行问题,利用数值预测校正方法与准平衡滑翔条QEGC(Quasi-Equilibrium Glide Condition)相结合的方法在线设计同时满足热流、法向过载和动压等轨迹约束与末端精度要求的... 针对高超声速可重复运载器RLV(Reusable Launch Vehicles)的再入飞行问题,利用数值预测校正方法与准平衡滑翔条QEGC(Quasi-Equilibrium Glide Condition)相结合的方法在线设计同时满足热流、法向过载和动压等轨迹约束与末端精度要求的倾侧角制导律.建立三自由度动力学方程,确定初始条件、末端精度要求和轨迹约束要求;然后详细阐述预测校正方法和准平衡滑翔条件的原理,再利用预测校正方法设计制导律,用QEGC把约束转换为对倾侧角制导律的上界,通过限制倾侧角的幅值来限制约束.最后在计算机上进行制导仿真,并考虑初始条件不确定性,进行蒙特卡洛仿真,通过分析仿真结果,证明利用预测校正方法结合准平衡滑翔条件可以快速的设计出满足末端精度要求和轨迹约束的制导律,并对初始条件不确定性有较好的鲁棒性. 展开更多
关键词 再入 预测校正 准平衡滑翔条件 轨迹约束 可重复运载器
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再入飞行器标称攻角优化设计 被引量：5
7
作者 李惠峰 张冉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期996-1000,共5页
再入飞行器的标称攻角在弹道规划以及飞行器覆盖能力分析中起到重要作用,由于再入飞行中气动加热严重,过载和动压约束严格,给标称攻角的设计带来很大困难.针对弹道射面内最大纵程和最小总热载荷问题,在考虑热流、动压和过载约束下分别... 再入飞行器的标称攻角在弹道规划以及飞行器覆盖能力分析中起到重要作用,由于再入飞行中气动加热严重,过载和动压约束严格,给标称攻角的设计带来很大困难.针对弹道射面内最大纵程和最小总热载荷问题,在考虑热流、动压和过载约束下分别进行标称飞行攻角的优化设计.首先将过程约束转化为对控制量攻角的约束,将需要优化的标称攻角通过分段线性函数参数化,把最优控制问题转化为4个参数的寻优问题,然后利用遗传算法获得参数的初始猜想,并设计序列二次规划(SQP,Sequential Quadratic Programming)算法求解.仿真结果显示该方法能够快速获取再入标称飞行攻角,为再入轨迹优化和制导总体设计提供参考. 展开更多
关键词 再入飞行器 标称攻角 准平衡滑翔 攻角参数化
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高超飞行器平滑再入倾侧角优化设计 被引量：1
8
作者 任洋 曹林平 +2 位作者 肖红 王骁飞 国海峰 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第5期6-10,20,共6页
针对高超声速飞行器准平衡滑翔再入问题,根据再入约束特点,分别把初始段和准平滑段的过程约束转化成为倾侧角约束,并对其交接班问题进行了讨论;在倾侧角约束范围内,设计了倾侧角文件,降低了问题的维数,提高了寻优速度;分别以最大纵程与... 针对高超声速飞行器准平衡滑翔再入问题,根据再入约束特点,分别把初始段和准平滑段的过程约束转化成为倾侧角约束,并对其交接班问题进行了讨论;在倾侧角约束范围内,设计了倾侧角文件,降低了问题的维数,提高了寻优速度;分别以最大纵程与最小总气动加热为性能指标利用罚函数处理,终端约束,将再入约束问题转化为无约束问题;采用遗传算法寻猜测值、模式搜索法求精确解的方式,提高了寻优精度。仿真结果显示,利用本文设计的倾侧角文件规划出的轨迹,能够很好的满足再入过程中的各项约束,且再入轨迹平稳,可为再入轨迹和覆盖区的研究提供参考借鉴。 展开更多
关键词 高超声速 准平衡滑翔 轨迹优化 模式搜索法
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一种可重复使用再入飞行器的覆盖区求解方法 被引量：6
9
作者 曾夕娟 钟范俊 +2 位作者 丁学良 李惠峰 程晓明 《载人航天》 CSCD 2017年第1期14-20,32,共8页
针对覆盖区的三个子问题——最大纵程问题、固定纵程下最大横程问题和内边界问题,设计了求解方法。在"r-V"空间内引入约束的对数表达形式简化了再入走廊的表达,提出了将再入轨迹分为"初始下降段、边界跟踪段和终端调整段... 针对覆盖区的三个子问题——最大纵程问题、固定纵程下最大横程问题和内边界问题,设计了求解方法。在"r-V"空间内引入约束的对数表达形式简化了再入走廊的表达,提出了将再入轨迹分为"初始下降段、边界跟踪段和终端调整段"三段设计的轨迹规划方法,通过终端调整段的设计满足了再入终点的高度要求。为了跟踪所规划轨迹,引入了准平衡滑翔条件获取解析制导律。沿走廊上边界飞行获得最大纵程点;通过平移"边界跟踪段"轨迹使其布满再入走廊,解决固定纵程下的最大横程问题,获得外边界;而沿走廊下边界飞行获得覆盖区内边界。仿真结果表明方法快速、可行,在再入飞行器性能评估、再入任务设计和再入制导律评估等环节中具有工程应用价值。 展开更多
关键词 可重复使用再入飞行器 覆盖区 准平衡滑翔 “r-V”空间 轨迹规划
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通用高速飞行器预测校正再入制导方法研究 被引量：2
10
作者 宋剑爽 胡钰 +2 位作者 洪蓓 熊伟 王智 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2016年第4期34-38,共5页
给出一种适合通用高速飞行器(CAV)的预测校正再入制导方法。首先基于再入高速飞行器三自由度运动模型,研究了再入过程中CAV受到的过程约束。基于准平衡滑翔条件给出了在指定倾侧角下的参考航程的计算方法,并指出当飞行器的初始航程超过... 给出一种适合通用高速飞行器(CAV)的预测校正再入制导方法。首先基于再入高速飞行器三自由度运动模型,研究了再入过程中CAV受到的过程约束。基于准平衡滑翔条件给出了在指定倾侧角下的参考航程的计算方法,并指出当飞行器的初始航程超过参考航程时,可以使用本文给出的方法有效抑制飞行器轨迹在高度上的振荡。为了提高制导精度,不仅给出了精确计算当前倾侧角的方法,也给出了粗略调整终端倾侧角方法。最后仿真验证了制导方法的有效性。 展开更多
关键词 通用高速飞行器 准平衡滑翔条件 航程预测 预测校正制导
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