本文關(guān)鍵詞：滑翔式高超聲速飛行器再入制導(dǎo)技術(shù)研究

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【摘要】：本文針對滑翔式高超聲速飛行器再入過程中飛行環(huán)境惡劣、過程約束苛刻、末端制導(dǎo)精度要求高等特點(diǎn),開展再入制導(dǎo)技術(shù)的研究。飛行器再入飛行過程的空域和速域范圍大,根據(jù)不同飛行區(qū)域的制導(dǎo)需求的不同,將再入過程劃分為初始下降段、滑翔段以及末端制導(dǎo)段。初始下降段飛行器沒有控制自身軌跡的能力,采用固定的控制指令飛行,制導(dǎo)方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在滑翔段和末端制導(dǎo)段�；瓒尾捎没谠偃胱呃鹊碾x線軌跡設(shè)計(jì)方法。針對熱流、動壓、過載、平衡滑翔等多種過程約束,規(guī)劃基于阻力加速度-速度和高度-速度描述的再入走廊。利用阻力加速度-速度走廊,給出了一種固定迎角剖面下的再入可達(dá)域的快速分析方法。在高度-速度走廊內(nèi),設(shè)計(jì)了滿足航程要求的高度-速度剖面,并采用三維軌跡參數(shù)解算算法迭代解算對應(yīng)的軌跡參數(shù)。在軌跡設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,給出了縱橫向綜合制導(dǎo)方案,跟蹤標(biāo)稱軌跡剖面。利用滾轉(zhuǎn)角跟蹤高度,利用迎角補(bǔ)償修正航程,通過改變滾轉(zhuǎn)角的符號控制航向。末端制導(dǎo)段設(shè)計(jì)了基于三維比例導(dǎo)引的末端制導(dǎo)律,借鑒BTT控制的思想,利用滾轉(zhuǎn)角將升力合理分配到縱向和側(cè)向,實(shí)現(xiàn)了側(cè)向和縱向制導(dǎo)通道的協(xié)調(diào)控制,滿足了落點(diǎn)位置要求。為驗(yàn)證再入制導(dǎo)方案的可行性,在C語言環(huán)境下搭建六自由度仿真環(huán)境,針對不確定性情形進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,所提出的再入制導(dǎo)方案能夠滿足約束要求。
【關(guān)鍵詞】：滑翔式高超聲速飛行器 再入制導(dǎo) 軌跡設(shè)計(jì) 航程修正 比例導(dǎo)引
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V448
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-15
• 注釋表15-16
• 縮略詞16-17
• 第一章 緒論17-26
• 1.1 滑翔式高超聲速飛行器概述17-19
• 1.2 再入制導(dǎo)技術(shù)研究現(xiàn)狀19-24
• 1.2.1 再入軌跡設(shè)計(jì)技術(shù)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.2.2 再入制導(dǎo)方法研究現(xiàn)狀21-24
• 1.3 論文主要內(nèi)容和章節(jié)安排24-26
• 第二章 再入制導(dǎo)總體方案26-33
• 2.1 引言26
• 2.2 制導(dǎo)問題描述26-27
• 2.3 再入制導(dǎo)總體方案27-30
• 2.3.1 再入飛行階段劃分27-28
• 2.3.2 再入軌跡設(shè)計(jì)方案28-29
• 2.3.3 再入制導(dǎo)策略方案29-30
• 2.4 再入制導(dǎo)驗(yàn)證方案30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第三章 滑翔段多約束軌跡設(shè)計(jì)技術(shù)研究33-63
• 3.1 引言33
• 3.2 滑翔段軌跡設(shè)計(jì)約束條件33-34
• 3.2.1 過程約束33-34
• 3.2.2 末端約束34
• 3.3 對象建模與特性分析34-36
• 3.3.1 質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)方程34-35
• 3.3.2 升阻特性分析35-36
• 3.4 標(biāo)稱迎角剖面規(guī)劃36-37
• 3.5 再入走廊規(guī)劃37-44
• 3.5.1 再入走廊的數(shù)學(xué)描述37-39
• 3.5.2 再入走廊的規(guī)劃結(jié)果分析39-40
• 3.5.3 不確定性對再入走廊的影響40-44
• 3.6 三維軌跡參數(shù)解算算法44-46
• 3.6.1 基于速度的質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)方程44
• 3.6.2 軌跡參數(shù)解算算法的實(shí)現(xiàn)44-46
• 3.7 飛行器再入可達(dá)域分析46-50
• 3.7.1 不同航程對應(yīng)的阻力加速度剖面的計(jì)算46-47
• 3.7.2 橫程最優(yōu)的傾側(cè)角反向策略47-48
• 3.7.3 再入可達(dá)域的生成48-50
• 3.8 滑翔段三維再入軌跡設(shè)計(jì)50-55
• 3.8.1 滑翔段初始狀態(tài)點(diǎn)的確定50-52
• 3.8.2 縱向標(biāo)稱軌跡設(shè)計(jì)52-55
• 3.8.3 側(cè)向軌跡設(shè)計(jì)55
• 3.9 標(biāo)稱軌跡參數(shù)敏感性分析55-62
• 3.9.1 標(biāo)稱軌跡設(shè)計(jì)結(jié)果55-57
• 3.9.2 大氣密度不確定性對軌跡的影響57-59
• 3.9.3 升阻系數(shù)偏差對軌跡的影響59-60
• 3.9.4 迎角偏差對軌跡的影響60-62
• 3.10 本章小結(jié)62-63
• 第四章 滑翔段縱橫向綜合制導(dǎo)技術(shù)研究63-80
• 4.1 引言63
• 4.2 滑翔段縱橫向綜合制導(dǎo)策略63-64
• 4.3 高度跟蹤制導(dǎo)方案64-66
• 4.3.1 機(jī)理分析64-65
• 4.3.2 高度制導(dǎo)律65-66
• 4.4 航程修正方案66-70
• 4.4.1 航程誤差的來源分析66-67
• 4.4.2 基于迎角補(bǔ)償?shù)暮匠绦拚桨?/span>67-68
• 4.4.3 航程修正方案仿真驗(yàn)證68-70
• 4.5 側(cè)向制導(dǎo)方案70-71
• 4.6 滑翔段制導(dǎo)策略仿真驗(yàn)證71-79
• 4.6.1 標(biāo)稱狀態(tài)仿真分析72-74
• 4.6.2 不確定性仿真分析74-79
• 4.7 本章小結(jié)79-80
• 第五章 末端制導(dǎo)段高精度制導(dǎo)技術(shù)研究80-95
• 5.1 引言80
• 5.2 末端制導(dǎo)需求分析80-81
• 5.3 末端制導(dǎo)方案81-82
• 5.4 末端制導(dǎo)數(shù)學(xué)模型82-83
• 5.5 比例導(dǎo)引制導(dǎo)規(guī)律83-85
• 5.6 制導(dǎo)指令生成85-86
• 5.7 導(dǎo)引系數(shù)設(shè)計(jì)86
• 5.8 再入飛行全程制導(dǎo)策略仿真驗(yàn)證86-94
• 5.8.1 標(biāo)稱狀態(tài)仿真87-89
• 5.8.2 不確定性仿真驗(yàn)證89-94
• 5.9 本章小結(jié)94-95
• 第六章 總結(jié)與展望95-97
• 6.1 本文的主要研究工作95-96
• 6.2 后續(xù)研究工作96-97
• 參考文獻(xiàn)97-102
• 致謝102-103
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文103

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：633163