發(fā)布時間：2021-04-15 00:47

　　高超聲速滑翔飛行器具有空域大、速域廣的飛行特點(diǎn),具備快速全球打擊能力,是目前各國的研究重點(diǎn)�；栾w行器飛行過程約束條件多,飛行環(huán)境復(fù)雜�；谲壽E優(yōu)化的最優(yōu)制導(dǎo)方法可以根據(jù)飛行器的實(shí)時飛行狀態(tài)與約束條件,在線軌跡優(yōu)化,生成滿足任務(wù)需求的制導(dǎo)指令,克服飛行過程中偏差與擾動的影響,其高自適應(yīng)性與強(qiáng)魯棒性是傳統(tǒng)制導(dǎo)方法所不具有的。因此,針對高超聲速滑翔飛行器,本文將開展軌跡優(yōu)化設(shè)計與基于軌跡優(yōu)化方法的最優(yōu)制導(dǎo)方法的研究。本文詳細(xì)調(diào)研了國內(nèi)外高超聲速飛行器的發(fā)展歷程,對軌跡優(yōu)化與再入制導(dǎo)理論體系進(jìn)行梳理,分析了各種軌跡優(yōu)化方法的適用性及再入制導(dǎo)方法的優(yōu)勢,為研究工作的開展提供參考。針對本文研究的軌跡優(yōu)化問題,首先介紹了常用坐標(biāo)系的定義與轉(zhuǎn)化關(guān)系,之后在半速度坐標(biāo)系下建立了飛行器無量綱數(shù)學(xué)模型,并依次設(shè)計控制變量、確定約束條件,結(jié)合實(shí)際飛行背景,分別對3類性能指標(biāo)進(jìn)行分析,完成軌跡優(yōu)化模型建立。采用Gauss偽譜法,針對再入段軌跡優(yōu)化問題,進(jìn)行軌跡優(yōu)化設(shè)計。首先根據(jù)Gauss偽譜法的基本原理,將連續(xù)時間最優(yōu)控制問題在一系列LG點(diǎn)上離散,并用拉格朗日插值多項(xiàng)式對狀態(tài)量、控制量、約束條件進(jìn)行擬合,將問... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

X-43飛行器此外，美國還開展了獵鷹（

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-1X-43飛行器圖1-2X-51飛行器此外，美國還開展了獵鷹（FALCON）等多項(xiàng)相關(guān)飛行器的研究，其中，包括計劃2020年開展首次飛行試驗(yàn)高超聲速吸氣式武器方案和戰(zhàn)術(shù)助推滑翔兩個演示驗(yàn)證項(xiàng)目。（2）俄羅斯20世紀(jì)80年代，蘇聯(lián)開始實(shí)施冷計劃，實(shí)現(xiàn)了亞燃發(fā)動機(jī)到超燃發(fā)動機(jī)模態(tài)轉(zhuǎn)換驗(yàn)證。隨后又實(shí)施了鷹、彩虹、針等多項(xiàng)高超聲速飛行器計劃。蘇聯(lián)解體后，俄羅斯高超聲速武器的研制進(jìn)程由于經(jīng)濟(jì)原因一度放緩。直到近年來，受美國高超聲速飛行器快速發(fā)展的影響，俄羅斯加快了研究的步伐。2016年，俄羅斯首次試射鋯石導(dǎo)彈，其飛行速度達(dá)到了Ma6~8，目前鋯石研制順利，預(yù)計于2023年列裝部隊(duì)；2018年，匕首高超聲速空射導(dǎo)彈亮相，2019年完成了實(shí)彈試射，并于當(dāng)年年底進(jìn)入部隊(duì)，執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)值班任務(wù)。目前，除了已經(jīng)披露的鋯石、匕首、先鋒三種高超聲速導(dǎo)彈外，俄羅斯正在將現(xiàn)役超聲速巡航導(dǎo)彈升級改進(jìn)為高超聲速版本，要求導(dǎo)彈在發(fā)射平臺和打擊目標(biāo)方面具有通用性[6]。圖1-3鋯石導(dǎo)彈圖1-4先鋒導(dǎo)彈彈頭（3）中國高超聲速飛行器發(fā)展歷程中國相較于國外起步較晚，但發(fā)展速度較快。2019年國慶閱兵式上，中國

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-1X-43飛行器圖1-2X-51飛行器此外，美國還開展了獵鷹（FALCON）等多項(xiàng)相關(guān)飛行器的研究，其中，包括計劃2020年開展首次飛行試驗(yàn)高超聲速吸氣式武器方案和戰(zhàn)術(shù)助推滑翔兩個演示驗(yàn)證項(xiàng)目。（2）俄羅斯20世紀(jì)80年代，蘇聯(lián)開始實(shí)施冷計劃，實(shí)現(xiàn)了亞燃發(fā)動機(jī)到超燃發(fā)動機(jī)模態(tài)轉(zhuǎn)換驗(yàn)證。隨后又實(shí)施了鷹、彩虹、針等多項(xiàng)高超聲速飛行器計劃。蘇聯(lián)解體后，俄羅斯高超聲速武器的研制進(jìn)程由于經(jīng)濟(jì)原因一度放緩。直到近年來，受美國高超聲速飛行器快速發(fā)展的影響，俄羅斯加快了研究的步伐。2016年，俄羅斯首次試射鋯石導(dǎo)彈，其飛行速度達(dá)到了Ma6~8，目前鋯石研制順利，預(yù)計于2023年列裝部隊(duì)；2018年，匕首高超聲速空射導(dǎo)彈亮相，2019年完成了實(shí)彈試射，并于當(dāng)年年底進(jìn)入部隊(duì)，執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)值班任務(wù)。目前，除了已經(jīng)披露的鋯石、匕首、先鋒三種高超聲速導(dǎo)彈外，俄羅斯正在將現(xiàn)役超聲速巡航導(dǎo)彈升級改進(jìn)為高超聲速版本，要求導(dǎo)彈在發(fā)射平臺和打擊目標(biāo)方面具有通用性[6]。圖1-3鋯石導(dǎo)彈圖1-4先鋒導(dǎo)彈彈頭（3）中國高超聲速飛行器發(fā)展歷程中國相較于國外起步較晚，但發(fā)展速度較快。2019年國慶閱兵式上，中國


本文編號：3138330