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動性能的約束。本文采用在線軌跡快速規(guī)劃算法對升力體式飛行器無動力再入軌跡進行快速規(guī)劃。把軌跡分為縱向和橫向兩部分，依靠滾轉角的大小為控制量得到縱向標稱軌跡，采用基于滾動時域的LTV系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定控制方法在線跟蹤并優(yōu)化縱向標稱軌跡，得到控制偏差量。再結合一次反向滾轉角的符號規(guī)劃橫向運動軌跡，最終得到滿足約束的全彈道軌跡。
　　本文研

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

3、衡滑翔條件研究了縱向標稱軌跡的規(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滾轉角進行規(guī)劃。在滿足航程的需求下，利用平衡滑翔段對三段進行銜接，將縱向多約束標稱軌跡設計問題轉化為一維空間的單參數搜索問題，最終依靠滾轉角的大小為控制量得到縱向標稱軌跡。
　　再次，采用基于滾動時域的LTV系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定控制跟蹤縱向標稱軌跡。建立以航程為獨立變量的縱向方程組，對其線性化得到以誤差量為變量的線性