助推-滑翔导弹弹道优化研究 被引量：39

1

作者 李瑜 杨志红 崔乃刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期66-71,共6页

针对助推-滑翔导弹的弹道优化问题,给出了一种求解其最大射程弹道的分段优化方法,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型。在考虑攻角绝对值、攻角变化率、法向过载、分离点攻角衔接及落地条件等约束下,应用序列二次规划法求解了其最大... 针对助推-滑翔导弹的弹道优化问题,给出了一种求解其最大射程弹道的分段优化方法,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型。在考虑攻角绝对值、攻角变化率、法向过载、分离点攻角衔接及落地条件等约束下,应用序列二次规划法求解了其最大射程弹道。分析表明,助推-滑翔导弹比传统弹道导弹射程显著提高,其最优弹道的起伏有助于增大射程和提高突防能力。 展开更多

关键词 助推-滑翔 导弹 弹道优化 最优控制 序列二次规划

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临近空间高超声速助推-滑翔式轨迹目标跟踪 被引量：21

2

作者 张翔宇 王国宏 +1 位作者 张静 刘源 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1125-1132,共8页

针对临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标跟踪的问题,提出一种经度-纬度-高度坐标系(Longitude-Latitude-Altitude,LLA)下基于目标轨迹特性分析的三维投影跟踪算法。首先,针对临近空间目标在经纬方向上的线性高超声速运动和高度方向... 针对临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标跟踪的问题,提出一种经度-纬度-高度坐标系(Longitude-Latitude-Altitude,LLA)下基于目标轨迹特性分析的三维投影跟踪算法。首先,针对临近空间目标在经纬方向上的线性高超声速运动和高度方向上高机动频率运动的不同,将目标量测分别投影到经纬平面和高度方向上,并通过分段跟踪处理,以减小耦合误差对目标跟踪精度的影响;接着,在对目标高超声速特性充分分析的基础上,利用经纬方向上的点迹归并和凝聚处理,以有效解决目标高超声速运动所引起的分裂问题;然后,在对目标高度IMM跟踪的基础上,通过对加速度突变的合理检测和补偿,以进一步实现目标在高度方向上高机动频率运动的可靠跟踪;最后,结合统计学原理,将目标在同一时刻不同跟踪段中的状态估计相关联,以有效实现临近空间高超声速、助推-滑翔式轨迹目标的精确跟踪。仿真结果表明,与现有的临近空间目标跟踪算法相比,该算法具有较高的定位跟踪精度。 展开更多

关键词 临近空间 高超声速目标 助推-滑翔式轨迹 交互多模型跟踪

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助推-滑翔无动力跳跃飞行器轨迹预测 被引量：12

3

作者 王路 邢清华 毛艺帆 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第1期24-27,共4页

针对助推-滑翔无动力跳跃飞行器再入拉起后升阻比大小较为稳定的特点,设计了基于稳定升阻比的轨迹预测算法。首先对目标的弹道特性进行了分析,鉴于其再入后特有的跳跃拉升现象,将再入拉起时刻确定为轨迹预测算法的起始时刻;其次,根据防... 针对助推-滑翔无动力跳跃飞行器再入拉起后升阻比大小较为稳定的特点,设计了基于稳定升阻比的轨迹预测算法。首先对目标的弹道特性进行了分析,鉴于其再入后特有的跳跃拉升现象,将再入拉起时刻确定为轨迹预测算法的起始时刻;其次,根据防御方已知信息和未知信息对飞行器跳跃段运动方程进行了转化,给出了转化后运动方程中未知参量的计算方法,并设计了基于转化后运动方程的轨迹预测流程及算法;最后对算法进行了仿真验证,仿真结果表明所设计预测算法对助推-滑翔无动力跳跃飞行器再入拉起后的轨迹具有较好的预测能力。 展开更多

关键词 助推-滑翔 临近空间 无动力跳跃 轨迹预测 升阻比

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洲际助推-滑翔导弹全程突防弹道优化 被引量：7

4

作者 李瑜 杨志红 崔乃刚 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期125-130,共6页

分析了考虑路径点、勿入区域、天基激光武器与拦截导弹杀伤区等实际问题的洲际助推-滑翔导弹全程突防弹道,给出了弹道分段准则。建立了三自由度运动模型、推力模型、气动模型与气动热模型。针对其弹道优化问题,在同时考虑级间分离、跨... 分析了考虑路径点、勿入区域、天基激光武器与拦截导弹杀伤区等实际问题的洲际助推-滑翔导弹全程突防弹道,给出了弹道分段准则。建立了三自由度运动模型、推力模型、气动模型与气动热模型。针对其弹道优化问题,在同时考虑级间分离、跨声速区、控制、动压、法向过载、热率、壁温、路径点、勿入区域、天基激光武器与拦截导弹杀伤区内机动等约束条件下,建立了全程突防弹道的多约束多阶段弹道优化模型。利用直接打靶法,将此最优控制模型转化为非线性规划问题,并采用序列二次规划算法进行解算。结果表明,文中研究方法适合于解决洲际助推-滑翔导弹全程突防弹道优化问题,所得最优弹道更有利于满足实际作战需求。 展开更多

关键词 洲际助推-滑翔导弹 突防弹道 弹道优化 多约束多阶段优化 非线性规划

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基于Gauss伪谱法的助推-滑翔飞行器多阶段约束轨迹优化(英文) 被引量：18

5

作者 关成启 陈聪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2512-2518,共7页

在同时存在路径约束和边界条件时确定助推-滑翔飞行器的最优运动轨迹是近年来的热点问题。本文讨论了助推-滑翔飞行器的具有最大纵向航程和横向航程的两种最优轨迹。Gauss伪谱法是由Benson和Huntington提出的,在求解复杂的最优控制问题... 在同时存在路径约束和边界条件时确定助推-滑翔飞行器的最优运动轨迹是近年来的热点问题。本文讨论了助推-滑翔飞行器的具有最大纵向航程和横向航程的两种最优轨迹。Gauss伪谱法是由Benson和Huntington提出的,在求解复杂的最优控制问题时有较快的收敛速度并能提供高精度的解。文中介绍了该方法并利用其将轨迹优化问题变换为可由NLP求解器进行数值求解的非线性规划问题。文中还介绍了其它相关的技术,例如端点控制的计算方法、处理包含奇异弧段的多阶段问题的处理方法、获得初始猜测值的方法和验证结果的方法等。仿真结果可以说明在给定的热流、过载和动压约束下最优轨迹的若干关键特性。通过优化和仿真计算,同时证明了此方法的实用性和有效性。 展开更多

关键词 轨迹优化 最优控制 Gauss伪谱方法 助推-滑翔飞行器 直接变换法

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助推-滑翔导弹总体一体化优化设计 被引量：6

6

作者 徐玮 孙丕忠 夏智勋 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期317-320,共4页

综合考虑固体火箭发动机设计、弹道设计和总体特性相互作用和相互影响,建立了新概念助推-滑翔导弹总体一体化设计优化模型和系统分析模型。应用遗传算法优化了19个设计参数,并与弹道导弹优化结果进行了比较。结果表明,助推-滑翔导弹具... 综合考虑固体火箭发动机设计、弹道设计和总体特性相互作用和相互影响,建立了新概念助推-滑翔导弹总体一体化设计优化模型和系统分析模型。应用遗传算法优化了19个设计参数,并与弹道导弹优化结果进行了比较。结果表明,助推-滑翔导弹具有很强的机动突防能力,且具有增程能力。 展开更多

关键词 助推-滑翔导弹 一体化设计 优化设计 遗传算法

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基于空气动力模型的助推-滑翔导弹跟踪 被引量：7

7

作者 赵艳丽 高向东 +1 位作者 戚宗锋 申磊 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2010年第5期24-29,共6页

针对助推-滑翔式再入导弹,提出了一种基于空气动力模型的扩展卡尔曼跟踪算法。首先推导了弹体坐标系和东北天坐标系之间的转换关系,接着描述了两种坐标系下再入目标的空气动力模型,然后建立了目标的运动状态方程和量测方程,给出了扩展... 针对助推-滑翔式再入导弹,提出了一种基于空气动力模型的扩展卡尔曼跟踪算法。首先推导了弹体坐标系和东北天坐标系之间的转换关系,接着描述了两种坐标系下再入目标的空气动力模型,然后建立了目标的运动状态方程和量测方程,给出了扩展卡尔曼滤波过程,最后仿真分析了一条助推-滑翔弹道,并结合该弹道进行了跟踪试验。蒙特卡洛仿真结果表明,所述方法比基于未知输入模型的方法跟踪效果更好,且能有效估计目标的空气动力学系数。 展开更多

关键词 助推-滑翔导弹 再入 跟踪 空气动力模型

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基于增强协同优化的助推-滑翔导弹概念研究 被引量：6

8

作者 王健 何麟书 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2436-2441,共6页

针对一种两级运载器、滑翔级翼身组合体外形的导弹方案,采用多学科设计优化方法研究了包括两级发动机装药量、工作时间、滑翔级翼面形状和助推-滑翔弹道在内的优化设计问题。将系统分为总体、气动、发动机、弹道四个学科。采用增强协同... 针对一种两级运载器、滑翔级翼身组合体外形的导弹方案,采用多学科设计优化方法研究了包括两级发动机装药量、工作时间、滑翔级翼面形状和助推-滑翔弹道在内的优化设计问题。将系统分为总体、气动、发动机、弹道四个学科。采用增强协同优化方法进行分解协调优化。目标函数为最大射程和最小总加热量的加权和,约束条件为驻点热流、导弹质量、滑翔段终点速度、高度等。采用试验设计方法进行不同外形的气动力计算,并构造响应曲面。结果表明该MDO方法可适用于助推-滑翔导弹的概念研究。 展开更多

关键词 助推-滑翔 多学科设计优化 形状优化 弹道优化 增强协同优化

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助推-滑翔导弹射程管理技术研究 被引量：6

9

作者 王晨曦 李新国 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期143-147,共5页

针对助推-滑翔导弹全程弹道设计问题,提出了基于能量管理的射程管理技术,采用助推段能量管理机动和滑翔段阻力加速度能量管理方法,研究并提出了具体的射程管理方案,分析了不同射程管理方案对射程的影响及其射程区间,验证了通过能量管理... 针对助推-滑翔导弹全程弹道设计问题,提出了基于能量管理的射程管理技术,采用助推段能量管理机动和滑翔段阻力加速度能量管理方法,研究并提出了具体的射程管理方案,分析了不同射程管理方案对射程的影响及其射程区间,验证了通过能量管理实现射程管理的可行性,确定了助推-滑翔导弹射程的可覆盖范围,并给出了一组特定射程下的飞行参数。研究结果表明,通过能量管理技术可实现大范围的射程调节,最小射程可到最大射程的49.3%,采用该射程管理技术可实现助推-滑翔导弹弹道快速、灵活设计,为其发射参数的装订提供了一种新的途径。 展开更多

关键词 助推-滑翔弹道 能量管理 阻力加速度 弹道设计

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助推-滑翔飞行器总体多学科设计优化研究 被引量：6

10

作者 范文锋 许波 郝昀 《现代防御技术》 北大核心 2015年第1期46-51,共6页

以助推-滑翔飞行器为研究对象,开展多学科设计优化在其总体设计过程中的应用研究。首先对助推-滑翔飞行器进行多学科设计优化任务分析、多学科建模,并建立了助推-滑翔飞行器总体多学科设计优化模型;其次对助推-滑翔飞行器总体设计学科... 以助推-滑翔飞行器为研究对象,开展多学科设计优化在其总体设计过程中的应用研究。首先对助推-滑翔飞行器进行多学科设计优化任务分析、多学科建模,并建立了助推-滑翔飞行器总体多学科设计优化模型;其次对助推-滑翔飞行器总体设计学科间耦合特点进行分析,在此基础上提出了基于最优灵敏度方法的两层系统集成优化策略;最后通过数值优化算例验证了方法的有效性。优化结果表明,该方法具有较好的收敛速度,且使满载起飞质量减少9%,为高性能飞行器总体设计提供新的设计思路。 展开更多

关键词 助推-滑翔飞行器 总体设计 多学科设计优化 最优灵敏度方法

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助推-滑翔飞行器弹道最优控制研究 被引量：4

11

作者 范文锋 许波 郝昀 《现代防御技术》 北大核心 2014年第3期31-36,共6页

从多阶段多约束最优控制的角度对助推-滑翔飞行器弹道最优控制问题进行研究。首先建立了无量纲化的弹道动力学方程组并提炼出总体设计参数;其次使用Radau伪谱方法将多约束的弹道最优控制问题转化为非线性规划问题,通过引入连接点概念处... 从多阶段多约束最优控制的角度对助推-滑翔飞行器弹道最优控制问题进行研究。首先建立了无量纲化的弹道动力学方程组并提炼出总体设计参数;其次使用Radau伪谱方法将多约束的弹道最优控制问题转化为非线性规划问题,通过引入连接点概念处理多阶段不连续问题,并采用序列二次规划方法进行求解;最后通过数值算例验证了方法的实用性和有效性。数值优化算例表明,通过多阶段Radau伪谱方法可较好处理助推-滑翔飞行器全射程最优问题,所得计算结果与理论最优解一致。 展开更多

关键词 助推-滑翔飞行器 弹道最优控制 Radau伪谱方法 多阶段

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基于终端速度约束的助推-滑翔飞行器滑翔弹道设计方法 被引量：1

12

作者 卜奎晨 赵长见 +2 位作者 赵洪 高峰 许泽宇 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第4期6-10,共5页

针对助推-滑翔飞行器滑翔弹道设计和速度控制问题,给出滑翔终端速度计算公式和滑翔终端速度控制方法,为滑翔弹道和滑翔终端速度控制联合设计提供了工具,为解决滑翔式飞行器起滑点位置、速度偏差及飞行中气动偏差等造成的滑翔终端速度偏... 针对助推-滑翔飞行器滑翔弹道设计和速度控制问题,给出滑翔终端速度计算公式和滑翔终端速度控制方法,为滑翔弹道和滑翔终端速度控制联合设计提供了工具,为解决滑翔式飞行器起滑点位置、速度偏差及飞行中气动偏差等造成的滑翔终端速度偏差较大的问题提供了基础。仿真验证表明:该方法实用性较好,具有较强的工程应用价值。 展开更多

关键词 助推-滑翔式飞行器 滑翔弹道设计 终端速度控制

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助推-滑翔导弹跳跃弹道优化技术 被引量：3

13

作者 戴邵武 于丽 单崇喆 《海军航空工程学院学报》 2016年第5期533-537,共5页

满足约束条件下的弹道优化技术能有效提高助推-滑翔导弹的生存能力和毁伤能力。在充分消化吸收现有弹道优化方法的基础上,提出了一种直接打靶法与序列二次规划相结合的弹道优化思路,具体设计了按时间进行离散化、按距离进行离散化和函... 满足约束条件下的弹道优化技术能有效提高助推-滑翔导弹的生存能力和毁伤能力。在充分消化吸收现有弹道优化方法的基础上,提出了一种直接打靶法与序列二次规划相结合的弹道优化思路,具体设计了按时间进行离散化、按距离进行离散化和函数逼近3种方案,并通过全弹道仿真对所设计方案进行了对比研究,验证了设计方法的有效性。 展开更多

关键词 助推-滑翔导弹 弹道优化 直接打靶法 序列二次规划

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助推-滑翔导弹再入弹道快速优化 被引量：3

14

作者 赵欣 闫循良 +2 位作者 张金生 王仕成 何安荣 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期427-433,共7页

基于LGL(Legendre-Gauss-Lobatto)伪谱法,研究了临近空间助推-滑翔导弹再入段弹道快速优化问题。首先,基于改进的气动力模型建立了较为精确的再入数学模型;其次,针对该优化问题在气动数据处理和优化求解上存在的困难,基于LGL伪谱法系统... 基于LGL(Legendre-Gauss-Lobatto)伪谱法,研究了临近空间助推-滑翔导弹再入段弹道快速优化问题。首先,基于改进的气动力模型建立了较为精确的再入数学模型;其次,针对该优化问题在气动数据处理和优化求解上存在的困难,基于LGL伪谱法系统地建立了再入最优飞行弹道的求解步骤,为解决直接利用LGL伪谱法存在的困难,设计了一种基于LGL伪谱法的串行优化求解策略;最后,分别采用积分推进法和协状态映射原理对优化结果进行了可行性和最优性验证。仿真结果表明,本文的弹道优化方法优化1条再入弹道所用时间为3～4 s,计算效率较高,路径约束和端点约束均得到很好满足,算法求解精度较高,有效地实现了多约束多变量大型稀疏的再入弹道导弹快速优化。 展开更多

关键词 临近空间 助推-滑翔导弹 再入弹道优化 伪谱方法 优化控制

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助推-滑翔式导弹总体参数设计方法初探 被引量：3

15

作者 蒋明明 袁庆航 +1 位作者 赵长见 卜奎晨 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2016年第4期5-7,21,共4页

以两级固体推进剂火箭发动机助推、弹头直接入轨,而后全程在大气层内滑翔飞行的助推-滑翔式导弹为研究对象,对导弹总体参数设计进行研究,给出一种适用于助推-滑翔式导弹的总体参数设计方法。根据助推-滑翔式导弹的弹道特点,通过分段分... 以两级固体推进剂火箭发动机助推、弹头直接入轨,而后全程在大气层内滑翔飞行的助推-滑翔式导弹为研究对象,对导弹总体参数设计进行研究,给出一种适用于助推-滑翔式导弹的总体参数设计方法。根据助推-滑翔式导弹的弹道特点,通过分段分析弹道特性,推导出导弹总体参数与关机点理想速度间的关系式。通过仿真分析,建立滑翔起点参数与关机点参数间的关系模型;考虑平衡滑翔条件,得到滑翔射程公式。基于以上公式和模型,给出助推-滑翔式导弹射程与关机点参数之间的解析关系,初步建立了助推-滑翔式导弹总体参数的设计方法。 展开更多

关键词 助推-滑翔式导弹 武器装备 总体参数设计

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高超声速助推-滑翔式飞行器中段弹道轨迹分析 被引量：2

16

作者 徐申达 吴京 王雪莹 《航天电子对抗》 2015年第2期11-14,19,共5页

提出了一种高超声速助推-滑翔式飞行器中段弹道轨迹设计方法,并对弹道特性进行了仿真。首先介绍了高超声速助推-滑翔式飞行器的概念和它的基本弹道轨迹,分析了传统轨迹设计中的不足。然后提出了一种机动程序和发动机短暂点火相结合控制... 提出了一种高超声速助推-滑翔式飞行器中段弹道轨迹设计方法,并对弹道特性进行了仿真。首先介绍了高超声速助推-滑翔式飞行器的概念和它的基本弹道轨迹,分析了传统轨迹设计中的不足。然后提出了一种机动程序和发动机短暂点火相结合控制跃起,综合考虑实时精确的空气动力、地球引力以实现跳跃式飞行的弹道轨迹设计方法,并在机动控制程序不变时对点火次数、点火高度和推力大小进行了弹道仿真分析。仿真结果显示了该方法的可行性、整体设计上的优势以及在增大射程、提高突防能力上的性能优势。 展开更多

关键词 高超声速助推-滑翔式飞行器 弹道轨迹 机动控制程序 弹道仿真

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助推-滑翔导弹分段总体参数优化方法研究

17

作者 罗炜 雷刚 郑晓龙 《弹箭与制导学报》 北大核心 2023年第5期73-79,共7页

为发挥助推-滑翔式导弹最大作战效能,需在一定的飞行条件约束下,对其总体参数进行优化设计。首先分析直接起滑式滑翔弹道下各类参数对飞行弹道的影响,并将整个优化过程划分为独立的两个阶段;而后采用自适应遗传算法对各阶段进行优化,得... 为发挥助推-滑翔式导弹最大作战效能,需在一定的飞行条件约束下,对其总体参数进行优化设计。首先分析直接起滑式滑翔弹道下各类参数对飞行弹道的影响,并将整个优化过程划分为独立的两个阶段;而后采用自适应遗传算法对各阶段进行优化,得到了满足文中约束条件下的最佳导弹总体方案;最后采用蒙特卡洛模拟对该方法进行验证。结果表明,文中设计方法能够在5.5 s内完成总体参数优化,并在±0.7%的精度范围内使得导弹进行直接起滑式飞行。 展开更多

关键词 助推-滑翔式导弹 总体参数设计 分段优化方法 自适应遗传算法

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基于正交实验与牛顿方法的滑翔导弹助推弹道设计 被引量：2

18

作者 刘开封 陈颖 +2 位作者 何念念 蒋斌 梁立威 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2014年第4期50-53,75,共5页

分析了助推-滑翔导弹助推段关机参数要求,并基于牛顿迭代法和正交实验设计求解了助推弹道。牛顿迭代法局部搜索效率高,但易陷入局部最优,为避免初值设置不当导致无法求取可行解,分析了各控制变量的取值范围,并对其划分水平设计正交实验... 分析了助推-滑翔导弹助推段关机参数要求,并基于牛顿迭代法和正交实验设计求解了助推弹道。牛顿迭代法局部搜索效率高,但易陷入局部最优,为避免初值设置不当导致无法求取可行解,分析了各控制变量的取值范围,并对其划分水平设计正交实验,从每一个正交实验点开始搜索,避免陷入局部最优。仿真结果表明,该方法能够快速求解出满足约束要求的助推弹道。 展开更多

关键词 助推-滑翔导弹 助推弹道设计 牛顿迭代法 正交实验设计

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高超声速飞行器起飞质量的解析估算 被引量：3

19

作者 赵吉松 谷良贤 龚春林 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期548-551,共4页

基于火箭助推的发射方式,推导出弹道式飞行器、高超声速助推-滑翔飞行器及高超声速助推-巡航飞行器的起飞质量与航程、燃料比冲和载荷之间的解析关系,为总体设计初期快速估算飞行器起飞质量提供了方法。基于此,比较了3种飞行器的起飞质... 基于火箭助推的发射方式,推导出弹道式飞行器、高超声速助推-滑翔飞行器及高超声速助推-巡航飞行器的起飞质量与航程、燃料比冲和载荷之间的解析关系,为总体设计初期快速估算飞行器起飞质量提供了方法。基于此,比较了3种飞行器的起飞质量载荷比。结果表明,助推-巡航飞行器性能最优,助推-滑翔飞行器性能居中,弹道式飞行器的性能最差。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 弹道式飞行器 高超声速助推-滑翔飞行器 高超声速助推-巡航飞行器 起飞质量

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