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高超声速再入飞行器不确定性分析与μ综合控制 被引量：3
1
作者 王章磊 罗建军 苏二龙 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期571-576,共6页
针对高超声速飞行器再入过程中飞行包线大,飞行环境复杂,其间各种复杂的力学过程不可能完全精确地考虑在控制系统设计模型中,存在大量不确定参数的特点,为了便于鲁棒控制器设计,提出了基于最坏情况增益(WCG)灵敏度分析的不确定参数简化... 针对高超声速飞行器再入过程中飞行包线大,飞行环境复杂,其间各种复杂的力学过程不可能完全精确地考虑在控制系统设计模型中,存在大量不确定参数的特点,为了便于鲁棒控制器设计,提出了基于最坏情况增益(WCG)灵敏度分析的不确定参数简化方法,在保证不丢失大量WCG信息的情况下,简化模型不确定参数个数;然后基于简化不确定模型和μ综合方法进行姿态控制系统设计;最后通过高超声速再入飞行器横侧向鲁棒控制器的实例设计与仿真分析,验证分析与设计方法的有效性。结果表明,基于WCG的参数灵敏度分析方法能有效地简化模型不确定参数,在保证控制系统鲁棒性的同时可提高控制器设计效率。 展开更多
关键词 高超声速再入飞行器 鲁棒控制 Μ综合 参数灵敏度分析 最坏情况增益 WCG
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高超声速再入飞行器的特征建模及自适应递推滑模控制 被引量：13
2
作者 常亚菲 姜甜甜 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期889-899,共11页
针对高超声速再入飞行器非线性程度高、参数不确定性大、快时变等特点,提出一种基于神经网络特征模型的自适应滑模姿态控制方案。首先,采用现有特征建模方法,将对象模型中的非线性、时变不确定性压缩至特征参量中;进一步,结合模糊神经网... 针对高超声速再入飞行器非线性程度高、参数不确定性大、快时变等特点,提出一种基于神经网络特征模型的自适应滑模姿态控制方案。首先,采用现有特征建模方法,将对象模型中的非线性、时变不确定性压缩至特征参量中;进一步,结合模糊神经网络,将快时变特征显式地表征在特征模型中,使得待估计的特征参量具有时不变特性,从而易于其自适应律的设计。然后,在该神经网络特征模型的框架下,设计递推形式的自适应滑模控制律,以进一步提高飞行控制系统的鲁棒性。最后,通过仿真校验了所提出控制方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 高超声速再入飞行器 不确定性 时变 特征建模 自适应递推滑模控制
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高超声速再入飞行器气动加热计算方法研究 被引量：1
3
作者 孙喜万 郭振云 黄伟 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期132-134,139,共4页
气动加热计算是高超声速再入飞行器的关键技术之一。文中用CFD方法获取边界层外的无粘数值解,代入边界层内工程方法的计算公式,获得热流密度。驻点区热流密度计算采用Fay-Riddle公式,非驻点区采用Eckert参考焓方法。通过与风洞实验和纯... 气动加热计算是高超声速再入飞行器的关键技术之一。文中用CFD方法获取边界层外的无粘数值解,代入边界层内工程方法的计算公式,获得热流密度。驻点区热流密度计算采用Fay-Riddle公式,非驻点区采用Eckert参考焓方法。通过与风洞实验和纯粹数值方法的结果相比,验证了采用边界层外无粘数值解和边界层内工程算法相结合来计算飞行器表面热流密度的可行性。 展开更多
关键词 高超声速再入飞行器 气动加热 无粘数值计算 工程算法
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高超声速再入飞行器气动布局多目标优化 被引量：1
4
作者 樊博璇 陈桂明 曹逸群 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1639-1650,共12页
气动布局的多目标优化是飞行器设计中的关键技术。提出一种新的高超声速再入飞行器气动外形参数的多目标优化方法,证明外形优化对高超声速流下飞行器性能的影响。通过实例仿真对飞行器所受阻力和升力对制导性能影响进行详细验证分析,将... 气动布局的多目标优化是飞行器设计中的关键技术。提出一种新的高超声速再入飞行器气动外形参数的多目标优化方法,证明外形优化对高超声速流下飞行器性能的影响。通过实例仿真对飞行器所受阻力和升力对制导性能影响进行详细验证分析,将飞行器落点圆概率偏差、末速大于500 m/s的占比、最大飞行过载小于60g的占比这3个性能指标作为优化目标,将升力特性作为中间参数,将气动布局优化问题分解为2个子问题,通过基于搜索算法的升力特性优化和基于改进的模拟退火算法的外形参数优化,减少优化计算时间、提升计算效率、实现对飞行器主体和襟翼的气动布局优化、获得高超声速流下的最佳飞行器外形。仿真结果表明:在确定的约束条件下,优化算法增加了飞行器在超音速流下的气动升力,有效提高了升阻比。在不影响最大飞行过载的前提下,优化后的飞行器表现出更高的气动性能,显著提升了命中精度,同时末速也满足指标要求,制导系统性能得到有效改善。 展开更多
关键词 高超声速再入飞行器 气动布局 升力特性 模拟退火组合优化算法 优化设计
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高超声速再入滑翔飞行器的模糊变结构控制 被引量：7
5
作者 李菁菁 任章 宋剑爽 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期295-300,共6页
针对高超声速再入滑翔飞行器的再入姿态控制,设计了模糊变结构姿态控制器.根据控制系统的任务,建立了面向控制的模型.将模糊控制与滑模变结构控制的思想相融合,研究了模糊滑模变结构控制器的设计方法.通过在稳定的误差相平面内构造稳定... 针对高超声速再入滑翔飞行器的再入姿态控制,设计了模糊变结构姿态控制器.根据控制系统的任务,建立了面向控制的模型.将模糊控制与滑模变结构控制的思想相融合,研究了模糊滑模变结构控制器的设计方法.通过在稳定的误差相平面内构造稳定的滑模面,模糊控制器根据误差状态与滑模面的相对位置输出控制信号,使得系统的轨迹能趋近稳定的滑模面,从而使得误差沿着滑模面收敛到原点.将模糊滑模变结构控制方法应用于高超声速滑翔洲际飞行器,给出了再入滑翔姿态控制器的设计方案,分别对攻角、侧滑角和倾侧角设计了独立的模糊变结构控制器,提出了分段线性控制分配方法.在Matlab中进行了整个控制系统的仿真测试,验证了该方法的可行性. 展开更多
关键词 高超声速再入飞行器 模糊控制 模糊滑模变结构控制
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高超声速飞行器再入突防轨迹快速优化 被引量：3
6
作者 王丽英 张友安 +1 位作者 赵国荣 黄诘 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期434-440,共7页
针对含路径点和禁飞区约束的再入突防轨迹快速优化问题,提出了一种基于自适应hp伪谱法的多阶段求解策略.给出了含路径点、禁飞区、热流、过载、动压等约束条件的轨迹优化模型,利用Radau伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题.引入内... 针对含路径点和禁飞区约束的再入突防轨迹快速优化问题,提出了一种基于自适应hp伪谱法的多阶段求解策略.给出了含路径点、禁飞区、热流、过载、动压等约束条件的轨迹优化模型,利用Radau伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题.引入内点(连接点)概念,将路径点、禁飞区转化为内点约束,统一于一个优化框架内,结合自适应节点配置方式,在通用优化软件包内实施这一思想.仿真结果表明,该方法能够更精确地捕捉状态变量、控制变量的不连续性、非平滑性及禁飞区的边界切点,适合求解含路径点和禁飞区的突防轨迹快速优化问题. 展开更多
关键词 突防轨迹 自适应hp伪谱 通用伪谱优化 高超声速再入飞行器
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复杂约束条件下再入高超声速滑翔飞行器轨迹快速优化 被引量：3
7
作者 王路 邢清华 毛艺帆 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期839-846,862,共9页
作为直接法的典型代表,高斯伪谱方法在处理复杂约束条件(含路径点或禁飞区约束)下再入高超声速滑翔飞行器轨迹优化问题时,仅能保证所得轨迹在各高斯节点处严格满足各项约束,而节点之间轨迹的可行性无法保证,为解决这一问题,文章提出改... 作为直接法的典型代表,高斯伪谱方法在处理复杂约束条件(含路径点或禁飞区约束)下再入高超声速滑翔飞行器轨迹优化问题时,仅能保证所得轨迹在各高斯节点处严格满足各项约束,而节点之间轨迹的可行性无法保证,为解决这一问题,文章提出改进多阶段高斯伪谱方法。该方法首先使用新定义的两类节点(固定节点和虚拟节点)将轨迹分段,其中固定节点是用来保证路径点与高斯节点重合,虚拟节点则是用来保证禁飞区附近分布更多的高斯节点,此分段方式能保证所得轨迹在任意位置可行;然后,向各分段轨迹插入指定数目的高斯节点;最后,使用序列二次规划方法对此多阶段轨迹优化模型进行求解。仿真结果表明,改进多阶段高斯伪谱方法在处理复杂约束条件下再入高超声速滑翔飞行器轨迹优化问题时快速有效。 展开更多
关键词 再入高超声速滑翔飞行器 轨迹优化 路径点 禁飞区 高斯伪谱方法
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高超声速滑翔再入飞行器的可达区快速预测 被引量：12
8
作者 吴楠 王锋 +1 位作者 赵敏 孟凡坤 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-6,共6页
防御方对来袭滑翔再入飞行器进行可达区的预测存在先验信息量不足且时效性要求高等难题。为此提出一种基于最优化飞行假设的可达区快速预测方法:仅需已知目标当前位置、速度与最大升阻比(可基于雷达探测数据通过实时弹道估计获得),基于... 防御方对来袭滑翔再入飞行器进行可达区的预测存在先验信息量不足且时效性要求高等难题。为此提出一种基于最优化飞行假设的可达区快速预测方法:仅需已知目标当前位置、速度与最大升阻比(可基于雷达探测数据通过实时弹道估计获得),基于平衡滑翔假设和最大横程的埃格斯解分别获得目标最大纵程和横程终点坐标,在经纬度二维平面内,可达区即可近似为以两个最大横程终点间线段为短轴、最大纵程终点到短轴距离为半长轴的半椭圆区域。仿真结果表明,与传统的数值优化方法和常倾侧角方法相比,提出的方法具有利用先验信息少、精度较高和运算量小的优点,可满足实时性要求。 展开更多
关键词 可达区 高超声速滑翔再入飞行器 平衡滑翔 最大升阻比
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一种元学习和强化学习结合的多飞行器协同制导律
9
作者 王存灿 王晓芳 林海 《兵工学报》 北大核心 2025年第7期199-213,共15页
针对高超声速再入滑翔飞行器在复杂环境中以指定角度同时命中目标的协同制导问题,提出一种基于元学习和强化学习算法的协同制导律。考虑复杂作战环境的干扰,建立协同制导问题的马尔可夫决策模型,以飞行器运动状态和比例导引系数作为状... 针对高超声速再入滑翔飞行器在复杂环境中以指定角度同时命中目标的协同制导问题,提出一种基于元学习和强化学习算法的协同制导律。考虑复杂作战环境的干扰,建立协同制导问题的马尔可夫决策模型,以飞行器运动状态和比例导引系数作为状态空间和动作空间,综合考虑多飞行器攻击目标的相对距离、剩余飞行时间差以及过载情况设计奖励函数。基于元学习理论和强化学习算法将近端策略优化算法与门控循环单元相结合,通过学习相似协同制导任务的共同特征,提高协同制导策略在复杂干扰环境下的命中精度,实现攻击角度和攻击时间约束,同时提升协同制导策略对不同作战场景的适应性。仿真结果表明:该协同制导律能够在复杂战场环境下实现多飞行器以指定攻击角度对目标的同时攻击,并快速适应新的协同制导任务,在协同作战场景发生变化时仍能保持良好性能。 展开更多
关键词 高超声速再入滑翔飞行器 协同制导 元学习 强化学习 近端策略优化
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临近空间高超声速再入滑翔目标跟踪模型 被引量：5
10
作者 张裕禄 毕红葵 +1 位作者 叶泽浩 李凡 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2019年第5期33-39,共7页
针对临近空间高超声速再入滑翔飞行器(HRGV)的跳跃滑翔跟踪问题,建立一种新型跟踪模型。首先对目标进行受力分析并结合HRGV横、纵向运动特性得到各方向气动加速度特性;在此基础上将气动加速度中的阻力和爬升力加速度建模为正弦自相关模... 针对临近空间高超声速再入滑翔飞行器(HRGV)的跳跃滑翔跟踪问题,建立一种新型跟踪模型。首先对目标进行受力分析并结合HRGV横、纵向运动特性得到各方向气动加速度特性;在此基础上将气动加速度中的阻力和爬升力加速度建模为正弦自相关模型,转弯力加速度建模为一阶马尔科夫模型;然后采用一种分离滤波模型对目标状态和气动加速度分别进行估计,推导得出状态滤波模型和气动加速度滤波模型表达式。仿真实验结果表明,相比该类目标的其他跟踪算法,该算法的跟踪精度有一定提高,此模型优越性较强。 展开更多
关键词 高超声速再入滑翔飞行器 运动特性 目标跟踪 分离滤波
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