高超声速飞行器多约束再入轨迹快速优化.doc高超声速飞行器多约束再入轨迹快速优化
梅映雪，冯塢，王容顺,吴了泥,孙洪飞
【摘要】摘要:针对高超声速飞行器再入过程中面临测控区和绕飞区的再入轨 迹设计问题，提出了一种基于Gauss伪谱法(GPM)的分段轨迹优化策略。将轨 迹优化的一般最优控制问题转换为多段最优控制问题，进而将各段轨迹按 Gauss伪谱方法进行离散化，将连续多段最优控制问题转换为非线性规划问题 (N LP)进行求解。所得再入轨迹能够使得飞行器在满足各种约束条件的情况下成 功进入测控区并且有效规避绕飞区,最终到达指定点。此外，本文综合考虑飞 行器再入飞行的快速性和工程实用性，并提出了再入时间、弹道倾角以及航向 角相关指标的加权性能指标，同时保证了轨迹规划快速、再入轨迹平滑以及控 制量变化平缓等实际需求，提高了计算效率。仿真结果表明,本文所提出的分 段优化方案能够快速规划出适应不同飞行任务的再入轨迹。
【期刊名称】宇航学报
【年(卷)，期】2019(040)007
【总页数】10
【关键词】关键词:高超声速飞行器；分段轨迹优化；测控区；绕飞区；Gauss 伪谱法
基金项目：国家自然科学基金项目(61273153 , 61374037)
0引言
高超声速飞行器在战术意义上以其极高的飞行速度和大跨度的飞行空域，占据 看得天独厚的优势,目前已经日益受到世界各国的普遍重视［1］。黄长强等
［2］提 出了高超声速飞行器轨迹优化的重点研究方向，根据兵力投送和长航程的实际
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