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基于气动力加速度估计的高超声速滑翔飞行器智能轨迹预测
1
作者
余明骏
张佳梁
+2 位作者
沈海东
刘燕斌
陈金宝
《兵工学报》
北大核心
2025年第6期306-318,共13页
临近空间高超声速滑翔飞行器(Hypersonic Gliding Vehicle,HGV)具有高速、高机动特性以及超强的突防能力,对现有防御系统造成严重威胁。针对临近空间高机动目标拦截任务中跟踪预测难的问题,提出一种基于气动力加速度估计的HGV智能轨迹...
临近空间高超声速滑翔飞行器(Hypersonic Gliding Vehicle,HGV)具有高速、高机动特性以及超强的突防能力,对现有防御系统造成严重威胁。针对临近空间高机动目标拦截任务中跟踪预测难的问题,提出一种基于气动力加速度估计的HGV智能轨迹预测方法。根据HGV目标运动模型,分析其机动模式和气动力变化规律,选定气动升力加速度、气动阻力加速度和倾侧角控制量3个参数作为轨迹预测参数,替代目标运动模型中的未知项。建立基于气动加速度估计的动力学跟踪模型,利用雷达量测数据和无迹卡尔曼滤波实现预测参数的实时跟踪估计,并以此为输入构建长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络训练模型,对预测参数的变化规律与时序关系进行在线学习。利用训练完备的LSTM预测网络迭代预测目标未来时刻的气动加速度,结合运动方程数值积分外推,实现目标轨迹在线预测。数值仿真结果表明,新方法能有效预测非合作HGV目标轨迹,预测精度高、稳定性好。
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关键词
高超声速滑翔飞行器
气动加速度估计
跟踪滤波
长短时记忆网络
轨迹预测
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职称材料
可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展
2
作者
牛枞
王宸
+2 位作者
陈金宝
洪炎
马嘉
《宇航学报》
北大核心
2025年第5期825-837,共13页
对运载火箭进行回收并重复使用,可大幅降低运载火箭的发射成本、避免助推器与芯级坠落危及内陆落区的人员与财产安全。回收着陆装置是可重复使用运载火箭回收任务中的最后一步、决定任务成败的核心装置,面临回收质量大、造成火箭运力损...
对运载火箭进行回收并重复使用,可大幅降低运载火箭的发射成本、避免助推器与芯级坠落危及内陆落区的人员与财产安全。回收着陆装置是可重复使用运载火箭回收任务中的最后一步、决定任务成败的核心装置,面临回收质量大、造成火箭运力损失小、缓冲降载能力强等多种工程与技术约束。梳理总结了现有可重复使用运载火箭回收装置的相关技术,重点介绍了伞式回收、腿式着陆机构回收和地表平台设备回收3种回收着陆装置。从3种回收着陆装置的核心思想、原理样机试验与工程应用情况等方面进行了深入探讨,并对其优缺点和适用情况进行了总结分析。最后,结合可重复使用运载火箭回收着陆装置的研究需求,对可重复使用运载火箭回收着陆装置存在的问题,以及发展趋势进行了总结与展望。
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关键词
可重复使用运载火箭
着陆装置
航天器机构设计
动力学分析
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职称材料
面向控制的变构型空天飞行器建模及特性分析
3
作者
高泽鹏
刘燕斌
+2 位作者
沈海东
陈金宝
彭寿勇
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1114-1123,共10页
针对空天飞行器爬升过程中,传统固定构型难以兼顾高低速气动性能的问题,提出了一种空天飞行器变构型调节策略。首先,提出了一种翼面伸缩的变构型方式,构建了含有表征飞行器构型变量的气动代理模型;其次,基于气动代理模型对飞行器气动和...
针对空天飞行器爬升过程中,传统固定构型难以兼顾高低速气动性能的问题,提出了一种空天飞行器变构型调节策略。首先,提出了一种翼面伸缩的变构型方式,构建了含有表征飞行器构型变量的气动代理模型;其次,基于气动代理模型对飞行器气动和配平特性进行分析,根据气动特性制定构型变化策略,根据配平特性提出质心位置匹配设计;然后,根据构型变量和爬升飞行平衡的约束,以控制输入最小为目标,优化得到了合适的质心位置,为不同构型的质心位置设计提供参考;最后,仿真结果表明变构型空天飞行器在爬升飞行任务中起到分担舵面负载和减小油门的作用,增加了飞行过程的稳定性。
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关键词
空天飞行器
变构型
平衡状态
代理模型
优化设计
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职称材料
题名
基于气动力加速度估计的高超声速滑翔飞行器智能轨迹预测
1
作者
余明骏
张佳梁
沈海东
刘燕斌
陈金宝
机构
南京航空航天大学宇航空间机构全国重点实验室
南京航空航天大学
航天
学院
上海机电工程研究所
出处
《兵工学报》
北大核心
2025年第6期306-318,共13页
基金
国家自然科学基金项目(52402475、52272369)
中国航天科技集团有限公司第八研究院产学研合作基金项目(SAST2023-007)
中央高校基本科研业务费专项项目(NS2024053)。
文摘
临近空间高超声速滑翔飞行器(Hypersonic Gliding Vehicle,HGV)具有高速、高机动特性以及超强的突防能力,对现有防御系统造成严重威胁。针对临近空间高机动目标拦截任务中跟踪预测难的问题,提出一种基于气动力加速度估计的HGV智能轨迹预测方法。根据HGV目标运动模型,分析其机动模式和气动力变化规律,选定气动升力加速度、气动阻力加速度和倾侧角控制量3个参数作为轨迹预测参数,替代目标运动模型中的未知项。建立基于气动加速度估计的动力学跟踪模型,利用雷达量测数据和无迹卡尔曼滤波实现预测参数的实时跟踪估计,并以此为输入构建长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络训练模型,对预测参数的变化规律与时序关系进行在线学习。利用训练完备的LSTM预测网络迭代预测目标未来时刻的气动加速度,结合运动方程数值积分外推,实现目标轨迹在线预测。数值仿真结果表明,新方法能有效预测非合作HGV目标轨迹,预测精度高、稳定性好。
关键词
高超声速滑翔飞行器
气动加速度估计
跟踪滤波
长短时记忆网络
轨迹预测
Keywords
hypersonic gliding vehicle
aerodynamic acceleration estimation
tracking filter
LSTM network
trajectory prediction
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展
2
作者
牛枞
王宸
陈金宝
洪炎
马嘉
机构
英国斯克莱德
大学
工程学院
南京航空航天大学
航天
学院
南京航空航天大学宇航空间机构全国重点实验室
上海
宇航
系统工程研究所
出处
《宇航学报》
北大核心
2025年第5期825-837,共13页
文摘
对运载火箭进行回收并重复使用,可大幅降低运载火箭的发射成本、避免助推器与芯级坠落危及内陆落区的人员与财产安全。回收着陆装置是可重复使用运载火箭回收任务中的最后一步、决定任务成败的核心装置,面临回收质量大、造成火箭运力损失小、缓冲降载能力强等多种工程与技术约束。梳理总结了现有可重复使用运载火箭回收装置的相关技术,重点介绍了伞式回收、腿式着陆机构回收和地表平台设备回收3种回收着陆装置。从3种回收着陆装置的核心思想、原理样机试验与工程应用情况等方面进行了深入探讨,并对其优缺点和适用情况进行了总结分析。最后,结合可重复使用运载火箭回收着陆装置的研究需求,对可重复使用运载火箭回收着陆装置存在的问题,以及发展趋势进行了总结与展望。
关键词
可重复使用运载火箭
着陆装置
航天器机构设计
动力学分析
Keywords
Reusable launch vehicle
Landing mechanism
Aerospace mechanism design
Dynamic analysis
分类号
V476.3 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
面向控制的变构型空天飞行器建模及特性分析
3
作者
高泽鹏
刘燕斌
沈海东
陈金宝
彭寿勇
机构
南京航空航天大学
航天
学院
南京航空航天大学宇航空间机构全国重点实验室
北京空天技术研究所
空天飞行技术
全国
重点
实验室
出处
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1114-1123,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52272369)
南京航空航天大学研究生科研与实践创新计划项目(xcxjh20231503)。
文摘
针对空天飞行器爬升过程中,传统固定构型难以兼顾高低速气动性能的问题,提出了一种空天飞行器变构型调节策略。首先,提出了一种翼面伸缩的变构型方式,构建了含有表征飞行器构型变量的气动代理模型;其次,基于气动代理模型对飞行器气动和配平特性进行分析,根据气动特性制定构型变化策略,根据配平特性提出质心位置匹配设计;然后,根据构型变量和爬升飞行平衡的约束,以控制输入最小为目标,优化得到了合适的质心位置,为不同构型的质心位置设计提供参考;最后,仿真结果表明变构型空天飞行器在爬升飞行任务中起到分担舵面负载和减小油门的作用,增加了飞行过程的稳定性。
关键词
空天飞行器
变构型
平衡状态
代理模型
优化设计
Keywords
aerospace vehicle
morphing
equilibrium state
surrogate model
optimal design
分类号
V221 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于气动力加速度估计的高超声速滑翔飞行器智能轨迹预测
余明骏
张佳梁
沈海东
刘燕斌
陈金宝
《兵工学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
可重复使用运载火箭回收着陆装置研究进展
牛枞
王宸
陈金宝
洪炎
马嘉
《宇航学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
3
面向控制的变构型空天飞行器建模及特性分析
高泽鹏
刘燕斌
沈海东
陈金宝
彭寿勇
《南京航空航天大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
已选择
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