高超声速助推-滑翔式飞行器中段弹道轨迹分析 被引量：2

1

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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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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高超声速滑翔式飞行器再入轨迹多目标多约束优化 被引量：18

3

作者 陈小庆 侯中喜 刘建霞 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期77-83,共7页

轨迹优化是高超声速滑翔式飞行器关键技术之一。为避免间接法求解轨迹优化问题时对初值敏感以及伪谱法求解轨迹优化问题中难以处理航路点和禁飞区等问题,提出采用基于Akima插值多项式的直接法求解高超声速滑翔式飞行器再入轨迹优化问题... 轨迹优化是高超声速滑翔式飞行器关键技术之一。为避免间接法求解轨迹优化问题时对初值敏感以及伪谱法求解轨迹优化问题中难以处理航路点和禁飞区等问题,提出采用基于Akima插值多项式的直接法求解高超声速滑翔式飞行器再入轨迹优化问题。以驻点热流密度最小和到达目标点时间最小为优化目标,考虑了终端约束、航路点约束、禁飞区约束、动压约束、过载约束等约束条件。仿真结果表明:采用的插值方法可以减少插值过程中的控制变量越界问题;得到的Pareto前沿具有良好的分布性,在初步设计时能够给设计者较大的选择余地;和文献中的单目标优化结果相比,本文所采用的算法也具有较好的寻优能力。 展开更多

关键词 高超声速滑翔式飞行器 轨迹优化 多目标优化 Akima样条插值 直接法

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滑翔式高超声速飞行器大包线状态反馈控制 被引量：6

4

作者 罗建军 常江 +2 位作者 王章磊 闵昌万 黄兴李 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期192-199,共8页

研究了基于状态反馈的滑翔式高超声速飞行器控制系统设计方法。首先建立了滑翔式高超声速飞行器的动力学模型并对其耦合特性进行了分析,然后考虑到该飞行器再入过程中存在的扰动、参数大范围变化和强耦合情况,针对一类抗扰动鲁棒控制系... 研究了基于状态反馈的滑翔式高超声速飞行器控制系统设计方法。首先建立了滑翔式高超声速飞行器的动力学模型并对其耦合特性进行了分析,然后考虑到该飞行器再入过程中存在的扰动、参数大范围变化和强耦合情况,针对一类抗扰动鲁棒控制系统,在采用伺服补偿器和基于特征根配置设计的镇定补偿器的基础上,引入状态反馈解耦控制器实现输入输出的近似解耦,得到了一种改进的控制系统结构,设计了滑翔式高超声速飞行器的控制系统。最后,通过定点仿真、参数拉偏仿真及大包线全轨迹飞行仿真,对控制系统的性能进行了检验,校验了控制系统设计方法的有效性。 展开更多

关键词 滑翔式高超声速飞行器 强耦合 大包线 状态反馈解耦 极点配置

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高超声速滑翔式飞行器摆动突防设计 被引量：2

5

作者 罗畅 黄长强 +1 位作者 丁达理 国海峰 《电光与控制》 北大核心 2013年第7期67-72,共6页

针对高超声速滑翔式飞行器突防导弹防御系统的问题,设计了一种基于威胁时间窗的摆动式机动突防方法,联合地基雷达、拦截导弹和HGV建立了毁伤概率模型。通过摆动式机动方法控制HGV暴露的RCS。运用极大极小值原理设计了最优突防弹道,使飞... 针对高超声速滑翔式飞行器突防导弹防御系统的问题,设计了一种基于威胁时间窗的摆动式机动突防方法,联合地基雷达、拦截导弹和HGV建立了毁伤概率模型。通过摆动式机动方法控制HGV暴露的RCS。运用极大极小值原理设计了最优突防弹道,使飞行器在所有威胁时间窗内毁伤概率的极大值取极小并进行了数字仿真。仿真结果表明,该方法在牺牲一定航程和航时的条件下能有效降低HGV突防过程中被毁伤的概率,增强其生存能力。 展开更多

关键词 高超声速滑翔式飞行器 导弹防御系统 威胁时间窗 极大极小 毁伤概率 摆动式突防

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滑翔式高超声速飞行器H_∞回路成形控制 被引量：1

6

作者 米鹏 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565-570,共6页

为了解决滑翔式高超声速飞行器大攻角侧向机动时高精度高稳定性的控制要求,针对该过程中存在的多个不确定因素和控制耦合,对耦合特性进行分析,建立面向控制的滑翔式高超声速飞行器动力学模型。利用H∞回路成形设计方法设计了控制器,并... 为了解决滑翔式高超声速飞行器大攻角侧向机动时高精度高稳定性的控制要求,针对该过程中存在的多个不确定因素和控制耦合,对耦合特性进行分析,建立面向控制的滑翔式高超声速飞行器动力学模型。利用H∞回路成形设计方法设计了控制器,并提出了一种期望传递函数的选取方法。最后对所设计的控制系统进行三通道联合仿真。结果表明该控制系统满足滑翔式高超声速飞行器大攻角侧向机动的控制要求。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 滑翔式 大攻角 侧向机动 H∞回路成形

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高超声速飞行器滑翔制导方法综述 被引量：8

7

作者 潘亮 谢愈 +2 位作者 彭双春 徐明亮 袁天保 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期15-22,共8页

阐明高超声速飞行器滑翔制导的基本问题,分析滑翔制导过程面临的复杂多约束、机动任务要求、参数扰动等研究难点;分别就国内外标准轨迹制导方法和预测-校正制导方法相关研究现状展开综述,指出了这两类方法中存在的问题。在此基础上,提... 阐明高超声速飞行器滑翔制导的基本问题,分析滑翔制导过程面临的复杂多约束、机动任务要求、参数扰动等研究难点;分别就国内外标准轨迹制导方法和预测-校正制导方法相关研究现状展开综述,指出了这两类方法中存在的问题。在此基础上,提出高超声速飞行器滑翔制导研究中亟待解决的关键问题,并指出未来滑翔制导方法的研究热点。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 滑翔制导 标准轨迹制导 预测-校正制导 综述

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基于状态重构的吸气式高超声速飞行器鲁棒反演控制 被引量：5

8

作者 卜祥伟 吴晓燕 +1 位作者 马震 张蕊 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期314-319,355,共7页

针对吸气式高超声速飞行器参数不确定弹性体模型,仅考虑速度、高度和俯仰角速度可测的情况,提出了一种基于状态重构的鲁棒反演控制器设计方法。首先,将被控对象模型表示为严格反馈形式,分别采用动态逆和反演设计实际控制律和虚拟控制律... 针对吸气式高超声速飞行器参数不确定弹性体模型,仅考虑速度、高度和俯仰角速度可测的情况,提出了一种基于状态重构的鲁棒反演控制器设计方法。首先,将被控对象模型表示为严格反馈形式,分别采用动态逆和反演设计实际控制律和虚拟控制律;其次,引入反正切跟踪微分器来简化虚拟控制律求导运算,并用于对弹道角和攻角进行状态重构;最后,为了保证反演控制器的鲁棒性,基于非线性-线性跟踪微分器,设计了一种新型非线性干扰观测器,可实现对模型不确定项的精确估计和补偿。仿真结果表明,所提策略取得了较高的状态重构精度,控制器能够克服模型不确定项的影响,且能保证速度和高度对参考输入的稳定跟踪。 展开更多

关键词 吸气式高超声速飞行器 鲁棒反演控制器 反正切跟踪微分器 状态重构 非线性-线性跟踪微分器 非线性干扰观测器

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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

9

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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高超声速飞行器线性变参数一体化式控制律设计 被引量：4

10

作者 杨庶 钱云霄 杨婷 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1427-1437,共11页

针对高超声速飞行器的三维航迹控制问题,采用线性变参数(LPV)输出反馈控制和极点配置理论,基于高度-水平航迹控制概念,在马赫数包线内设计高超声速飞行器一体化式LPV控制律.该控制律不区分常规飞行控制律的内外控制回路,根据速度、高度... 针对高超声速飞行器的三维航迹控制问题,采用线性变参数(LPV)输出反馈控制和极点配置理论,基于高度-水平航迹控制概念,在马赫数包线内设计高超声速飞行器一体化式LPV控制律.该控制律不区分常规飞行控制律的内外控制回路,根据速度、高度、侧滑角和偏航角指令对飞行器纵向和横航向运动进行综合控制,在L_(2)诱导范数意义下实现飞行器三维航迹的鲁棒最优控制.在地心地固参考系内建立高超声速飞行器的数学模型,考虑地球自转、地球扁率、地球引力二阶简谐效应对飞行器运动特性的影响.通过数值仿真检验LPV控制律的控制性能,仿真结果表明:高超声速飞行器闭环系统具有D-稳定性,能够在典型机动中保持良好的航迹控制性能,并且在扰动和测量噪声下具有良好的鲁棒性. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 高度-水平航迹控制概念 一体化式飞行控制 线性矩阵不等式 L_(2)诱导范数 线性变参数控制

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高超声速滑翔飞行器弹道仿真分析 被引量：3

11

作者 孟夏莹 杜君 刘健 《制导与引信》 2021年第2期51-54,60,共5页

针对临近空间高超声速助推滑翔飞行器弹道轨迹预测,以高超声速助推滑翔飞行器为研究对象进行了纵平面运动轨迹建模、气动参数估计及攻角模型设计。不同滑翔初始状态下的弹道仿真结果表明:滑翔初始运动高度越高,跳跃幅度越大;滑翔初始运... 针对临近空间高超声速助推滑翔飞行器弹道轨迹预测,以高超声速助推滑翔飞行器为研究对象进行了纵平面运动轨迹建模、气动参数估计及攻角模型设计。不同滑翔初始状态下的弹道仿真结果表明:滑翔初始运动高度越高,跳跃幅度越大;滑翔初始运动速度越大,滑翔时间越长。通过研究加深了对高超声速飞行器运动特性的认识,为弹道预报、轨迹规划与制导系统设计等任务提供了参考。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 助推滑翔 轨迹 初始状态

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高超声速飞行器起飞质量的解析估算 被引量：3

12

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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基于直接配点法的滑翔轨迹快速优化设计 被引量：6

13

作者 陈小庆 侯中喜 刘建霞 《航空计算技术》 2010年第1期37-41,共5页

介绍了基于五次Gauss-Lobatto多项式的直接配点法在再入飞行器三维轨迹最优化问题中的应用。首先给出了再入飞行器轨迹优化问题模型,其中运动方程为三自由度模型,性能指标选为到达指定地点飞行时间最短,控制变量则为无量纲升力系数和倾... 介绍了基于五次Gauss-Lobatto多项式的直接配点法在再入飞行器三维轨迹最优化问题中的应用。首先给出了再入飞行器轨迹优化问题模型,其中运动方程为三自由度模型,性能指标选为到达指定地点飞行时间最短,控制变量则为无量纲升力系数和倾侧角。再入飞行过程中受到加热率、过载和动压约束,终端状态受到目标位置约束。然后,应用直接配点法将最优控制问题离散化为非线性规划问题,将动态优化问题转化为静态参数最优化问题。选取各节点和配点上的状态量和控制量作为优化参数。最后应用SNOPT软件包对参数最优化问题进行求解。仿真结果表明直接配点法对于再入飞行器轨迹初始参数取值不敏感,且求解过程具有一定的实时性。 展开更多

关键词 高超声速滑翔式飞行器 轨迹优化 直接配点法五次Gauss—Lobatto多项式

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一种基于模糊控制的平稳滑翔再入制导律 被引量：5

14

作者 周锐 张宇航 +1 位作者 熊伟 史智广 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期197-206,共10页

针对升力式高超声速飞行器(LHV)再入滑翔过程中的周期性振荡现象,提出了一种基于模糊推理与控制的反馈调节方法以抑制振荡实现平稳滑翔。纵向制导在落点误差预测及指令校正的基础上,在倾侧角外环控制回路增加以高度变化率及空速作为输... 针对升力式高超声速飞行器(LHV)再入滑翔过程中的周期性振荡现象,提出了一种基于模糊推理与控制的反馈调节方法以抑制振荡实现平稳滑翔。纵向制导在落点误差预测及指令校正的基础上,在倾侧角外环控制回路增加以高度变化率及空速作为输入的模糊控制器对倾侧角指令进行调节,横侧向制导通过航向角误差走廊约束及倾侧角反转逻辑实现大横程条件下的侧向控制。所提方法不依赖于准平衡滑翔条件(QEGC),同时避免了参数化反馈控制律中的反馈项参数设计问题,具有较强的自适应能力。LHV制导实例仿真表明,所提方法可有效抑制振荡现象,满足终端约束及再入走廊约束,方法的鲁棒性也通过Monte Carlo仿真得到了验证。 展开更多

关键词 升力式高超声速飞行器(LHV) 平稳滑翔 预测校正 模糊控制器 再入走廊

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