升力式再入飛行器是未來航空航天領域發(fā)展的一個重要方向。升力式飛行器再入過程中,速度高、航程遠,需要承受的熱、以及動壓等約束較大,因此,對再入軌跡與制導方法提出了較高的要求,本文以升力式再入飛行器為研究對象,主要解決升力式飛行器再入在線軌跡規(guī)劃與制導的關鍵技術難題。升力式飛行器再入過程的運動學模型以及相關約束的選擇是再入軌跡規(guī)劃與制導的基礎。本文推導了升力式飛行器三自由度再入運動模型,對狀態(tài)歸一化后,將運動模型轉化為以能量為自變量的模型,并給出再入過程中主要考慮的熱流、過載、動壓等約束的計算公式,為彈道特性分析和軌跡規(guī)劃與制導方法研究奠定基礎。在研究再入軌跡和制導方法之前,需要了解再入彈道特性,因此需要對飛行器彈道特性進行分析。本文基于簡化的縱向再入運動模型,分析了平衡滑翔飛行和波動飛行相關機理,并通過仿真對平衡滑翔彈道和波動飛行彈道特點進行了探索,重點研究了波動飛行相較于平衡滑翔對于航程的影響,仿真結果表明,再入航程與升阻比直接相關,與彈道形式關系較小。通過對彈道特性的分析,為軌跡規(guī)劃與制導方法研究提供一定的參考。當前技術條件下,通過優(yōu)化產生再入軌跡效率較低,難以滿足在線應用要求,因此... 

【文章來源】：中國運載火箭技術研究院北京市

【文章頁數】：113 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 升力式飛行器國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 軌跡優(yōu)化方法
        1.2.3 再入制導方法
    1.3 論文主要工作及內容安排
2 升力式飛行器再入運動模型
    2.1 引言
    2.2 常用坐標系定義
    2.3 再入運動模型
        2.3.1 運動建模的建立
        2.3.2 無量綱運動模型
    2.4 再入過程約束
    2.5 本章小結
3 升力式飛行器再入彈道特性分析
    3.1 引言
    3.2 平衡滑翔彈道特性分析
        3.2.1 平衡滑翔機理
        3.2.2 平衡滑翔彈道解析解
        3.2.3 彈道特性仿真分析
    3.3 波動飛行彈道特性分析
        3.3.1 波動飛行機理
        3.3.2 波動飛行彈道特性仿真分析
    3.4 平衡滑翔飛行與波動飛行彈道對比
    3.5 本章小結
4 再入軌跡在線規(guī)劃與跟蹤制導方法研究
    4.1 引言
    4.2 基于阻力加速度倒數走廊的在線軌跡規(guī)劃方法
        4.2.1 基于阻力加速度倒數走廊的在線軌跡規(guī)劃原理
        4.2.2 自適應hp-Radau偽譜法再入軌跡離線優(yōu)化
        4.2.3 仿真分析
    4.3 基于阻力加速度倒數走廊的在線軌跡規(guī)劃與制導方法
        4.3.1 阻力加速度剖面在線更新
        4.3.2 縱向制導
        4.3.3 橫向制導
        4.3.4 仿真分析
    4.4 本章小結
5 基于改進預測-校正的制導方法研究
    5.1 引言
    5.2 再入數值預測-校正制導方法
        5.2.1 數值預測-校正制導方法基本原理
        5.2.2 仿真分析
    5.3 基于神經網絡擬合的再入制導方法
        5.3.1 神經網絡預測傾側角初值的方法
        5.3.2 仿真分析
    5.4 基于平衡滑翔條件的解析預測校正制導方法
        5.4.1 基于平衡滑翔條件的航程預測方法
        5.4.2 基于滾動時域控制的再入制導方法
        5.4.3 仿真分析
    5.5 本章小結
6 總結與展望
參考文獻
附錄A 升力式飛行器模型
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：2939209