升力體式飛行器再入軌跡的快速規(guī)劃方法研究.pdf

1、升力體式飛行器再入軌跡既要滿足熱流、過載、動(dòng)壓和平衡滑翔條件的再入走廊約束，也要滿足終端約束和飛行器機(jī)動(dòng)性能的約束。本文采用在線軌跡快速規(guī)劃算法對(duì)升力體式飛行器無動(dòng)力再入軌跡進(jìn)行快速規(guī)劃。把軌跡分為縱向和橫向兩部分，依靠滾轉(zhuǎn)角的大小為控制量得到縱向標(biāo)稱軌跡，采用基于滾動(dòng)時(shí)域的LTV系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定控制方法在線跟蹤并優(yōu)化縱向標(biāo)稱軌跡，得到控制偏差量。再結(jié)合一次反向滾轉(zhuǎn)角的符號(hào)規(guī)劃?rùn)M向運(yùn)動(dòng)軌跡，最終得到滿足約束的全彈道軌跡。
　　本文研

2、究的主要內(nèi)容包括：
　　首先，建立和簡(jiǎn)化了升力體式飛行器再入的運(yùn)動(dòng)方程和約束方程，并對(duì)其歸一化處理。本文基于側(cè)滑角為零和作用在飛行器上的力矩平衡的基本假設(shè)條件下，建立運(yùn)動(dòng)方程。利用大氣密度方程，化簡(jiǎn)再入走廊約束為以速度為獨(dú)立變量的不等式組，得到速度-高度再入走廊；簡(jiǎn)化地面軌跡的終端約束為一組以終端航向角為獨(dú)立變量的等式，供橫向運(yùn)動(dòng)的參數(shù)搜索。最后對(duì)運(yùn)動(dòng)方程和再入走廊不等式進(jìn)行歸一化，有利于提高數(shù)值計(jì)算精度。
　　其次，基于平

3、衡滑翔條件研究了縱向標(biāo)稱軌跡的規(guī)劃算法。利用平衡滑翔條件把軌跡分為初始自由下降段、平衡滑翔段和終端段，并安排速度為自變量對(duì)滾轉(zhuǎn)角進(jìn)行規(guī)劃。在滿足航程的需求下，利用平衡滑翔段對(duì)三段進(jìn)行銜接，將縱向多約束標(biāo)稱軌跡設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為一維空間的單參數(shù)搜索問題，最終依靠滾轉(zhuǎn)角的大小為控制量得到縱向標(biāo)稱軌跡。
　　再次，采用基于滾動(dòng)時(shí)域的LTV系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定控制跟蹤縱向標(biāo)稱軌跡。建立以航程為獨(dú)立變量的縱向方程組，對(duì)其線性化得到以誤差量為變量的線性