滑翔式再入飛行器具有靈活機動、遠程打擊和快速響應(yīng)等優(yōu)秀的能力,具有不可限量的軍事、政治和經(jīng)濟價值,一直是全球矚目的焦點和學(xué)界關(guān)注的熱點,引領(lǐng)著世界航空航天領(lǐng)域的發(fā)展方向。本文圍繞滑翔式飛行器的再入軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)問題展開學(xué)習和研究,主要完成了以下工作:本文選取滑翔式再入飛行器作為研究對象,針對再入飛行過程建立了滑翔式再入飛行器的三自由度運動模型;同時對物理量進行歸一化處理,消除各個物理量之間因不同量綱帶來的影響;根據(jù)過程約束和準平衡滑翔條件,設(shè)計了再入走廊,對飛行過程中的大氣環(huán)境與飛行器的氣動參數(shù)進行了建模和分析。采用基于多重打靶法和粒子群的再入軌跡優(yōu)化算法。采用多重打靶法對再入飛行段進行參數(shù)化的轉(zhuǎn)化,然后采用粒子群算法對轉(zhuǎn)換后的非線性規(guī)劃問題進行優(yōu)化。同時引入距離量度方法平衡目標函數(shù)和約束條件之間的關(guān)系,引入非支配集方法利用非支配集合和不相關(guān)集合判定粒子的優(yōu)劣。多組仿真試驗在不同飛行任務(wù)需求下求解了滿足多種約束且性能指標精度較高的再入軌跡,表明算法的可行性與有效性。采用基于準平衡滑翔條件補償和罰函數(shù)的數(shù)值預(yù)測校正的再入制導(dǎo)算法。采用數(shù)值預(yù)測校正制導(dǎo)算法對再入飛行過程中的縱向平面進行制導(dǎo)... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

獵鷹HTV-2飛行器俄羅斯的滑翔式再入飛行器技術(shù)一直處于世界的發(fā)展前列，在20世紀后半葉先

圖 1-1 獵鷹 HTV-2 飛行器俄羅斯的滑翔式再入飛行器技術(shù)一直處于世界的發(fā)展前列，在 20 世紀后施了“冷計劃”、“鷹計劃”和“彩虹計劃”等多個飛行試驗計劃[6]。進入新斯為了應(yīng)用美國“全球快速打擊”技術(shù)，開始實施代號為 4202 項目。420于 1983 年蘇聯(lián)開展的“信天翁項目”，用于研制攜帶 YU-70 飛行器（一入飛行器）的洲際導(dǎo)彈。2001 年 12 月，美國退出《反彈道導(dǎo)彈條約》，信天翁項目，代號為4202項目，目前已經(jīng)進行或者計劃進行的飛行器包括U-74 等助推滑翔式飛行器[7]。

圖 2-1 再入走廊再入走廊的上邊界由平衡滑翔約束構(gòu)成，屬于軟約束，再入初期允許越界；再入走廊的下邊界由熱流、動壓和過載三個過程約束構(gòu)成，屬于硬約束，整個再入過程均不可越界。2.4 飛行環(huán)境建模本文研究的滑翔式再入飛行器僅依靠空氣動力飛行，不具備發(fā)動機，無推進動力，所以研究軌跡優(yōu)化與再入制導(dǎo)問題的前提是了解飛行環(huán)境，即建立大氣模型。制定科學(xué)有效的標準大氣模型是必要的，因為大氣的溫度、密度和氣壓等特性的垂直分布受制于地面高度、時節(jié)因素和季節(jié)因素等的影響。國際上通用的標準大氣模型參數(shù)，選取中緯度地區(qū)海平面為基準，依據(jù)該地區(qū)全年的實際大氣參數(shù)的統(tǒng)計平均值，能夠粗略的反映出垂直平面內(nèi)大氣的溫度、密度和氣壓等特性的分布規(guī)律。我國航空航天系統(tǒng)所使用的標準大氣模型來自于 1976 年的美國大氣標準模型USSA76,這套標準大氣模型的垂直高度范圍是 0~1000 km，包含了本文研究的滑翔式再入飛行器的飛行范圍 0~100km。這個范圍內(nèi)，大氣處于靜平衡狀態(tài)，遵循靜平衡

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高超聲速飛行器發(fā)展綜述及飛行試驗測控需求[J]. 張強.  科技視界. 2018(21)
[2]一種有攻擊角約束的三維有限時間導(dǎo)引律[J]. 張良,張澤旭,鄭博.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[3]基于俯沖攻擊的導(dǎo)彈先進制導(dǎo)律研究[J]. 顏飛.  電子測試. 2017(15)
[4]國外高超聲速飛行器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 姜鵬,匡宇,謝小平,張文廣,彭奇峰,康宇航.  飛航導(dǎo)彈. 2017(07)
[5]基于粒子群優(yōu)化算法的氣動參數(shù)在線辨識方法[J]. 王永驥,劉莎,劉磊,衛(wèi)星.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[6]俄羅斯助推滑翔高超聲速飛行器發(fā)展[J]. 張紹芳,武坤琳,張洪娜.  飛航導(dǎo)彈. 2016(03)
[7]俄羅斯Yu-71高超聲速助推滑翔飛行器[J]. 呂琳琳,王慧.  現(xiàn)代軍事. 2015(11)
[8]基于粒子群算法的電帆軌跡優(yōu)化設(shè)計[J]. 王昱,魏延明,李永,于洋,邊炳秀.  中國空間科學(xué)技術(shù). 2015(03)
[9]基于零控脫靶量的滑模變結(jié)構(gòu)末制導(dǎo)律設(shè)計[J]. 許誠,羅航,韓冰.  電光與控制. 2014(06)
[10]歐洲高超聲速技術(shù)發(fā)展路線研究[J]. 牛文,王自勇,葉蕾.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2013(06)

博士論文
[1]行星際低能量轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計與優(yōu)化方法研究[D]. 王帥.北京理工大學(xué) 2015
[2]直升機單臺發(fā)動機失效后飛行軌跡優(yōu)化研究與應(yīng)用[D]. 孟萬里.南京航空航天大學(xué) 2014
[3]基于改進Gauss偽譜法的高超聲速飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)[D]. 孫勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[4]高超聲速滑翔式再入飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)方法研究[D]. 雍恩米.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]高超聲速滑翔式飛行器概念設(shè)計綜合分析[D]. 鄧經(jīng)樞.南京航空航天大學(xué) 2018
[2]美國高超聲速飛行器發(fā)展歷程研究[D]. 李益翔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號：3274542