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高超声速再入滑翔飞行器多约束轨迹快速优化

王俊波 宋勋 宋剑爽 任章

王俊波, 宋勋, 宋剑爽, 等 . 高超声速再入滑翔飞行器多约束轨迹快速优化[J]. 北京航空航天大学学报, 2011, 37(7): 777-781.
引用本文: 王俊波, 宋勋, 宋剑爽, 等 . 高超声速再入滑翔飞行器多约束轨迹快速优化[J]. 北京航空航天大学学报, 2011, 37(7): 777-781.
Wang Junbo, Song Xun, Song Jianshang, et al. Rapid trajectory optimization for hypersonic reentry vehicles with multi-constraints[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2011, 37(7): 777-781. (in Chinese)
Citation: Wang Junbo, Song Xun, Song Jianshang, et al. Rapid trajectory optimization for hypersonic reentry vehicles with multi-constraints[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2011, 37(7): 777-781. (in Chinese)

高超声速再入滑翔飞行器多约束轨迹快速优化

详细信息
    作者简介:

    王俊波(1985-),男,安徽省亳州人,博士生,popolwb@163.com.

  • 中图分类号: V 448.2

Rapid trajectory optimization for hypersonic reentry vehicles with multi-constraints

  • 摘要: 为适应高超声速再入滑翔飞行器高动态、多约束的特点,提出了一种快速轨迹优化方法.轨迹优化时将倾侧角控制曲线表示为飞行器能量参数的分段线性函数,从而使纵向轨迹优化问题转化为多维非线性规划问题,并采用序列二次规划(SQP,Sequential Quadratic Programming)方法进行优化求解.横侧向轨迹控制采用偏航角跟踪视线角的方法,设计了视线角误差走廊边界随速度变化的取值,研究了倾侧角反转策略,避免了传统优化中求解倾侧角反转时刻所需的迭代运算.仿真结果表明:该轨迹优化方法在一般高性能微机上生成一条约10 000 km左右的飞行轨迹耗时约5 s,具有较快的优化速度,且精度较高,有一定的工程应用价值 .

     

  • [1] 刘存佳,任章,张庆振,等.临近空间无人飞行器再入轨迹快速优化及跟踪[J].系统仿真学报,2009,21(7):2033-2036 Liu Cunjia,Ren Zhang,Zhang Qingzhen,et al.Onboard entry trajectory optimization and tracking for near space UAV[J].Journal of System Simulation,2009,21(7):2033-2036(in Chinese) [2] Leavitt J A,Mease K D.Performance of evolved acceleration guidance logic for entry (eagle) .AIAA-2002-4456,2002 [3] Shen Z,Lu P.Onboard generation of three-dimensional constrained entry trajectories[J].Journal of Gudiance,Control and Dynamics,2003,26(1):110-121 [4] Lu Ping.Predictor-corrector entry guidance for low-lofting vehicles[J].Journal of Gudiance,Control and Dynamics,2008,31 (4):1067-1075 [5] 雍恩米,唐国金,陈磊.高超声速无动力远程滑翔飞行器多约束条件下的轨迹快速生成[J].宇航学报,2008,28(1):46-52 Yong Enmi,Tang Guojin,Chen Lei.Rapid trajectory planning for hypersonic unpowered long-range reentry vehicles with multi-constraints[J].Journal of Astronautics,2008,28(1):46-52(in Chinese) [6] 王明光.先进航天器轨道快速优化 .西安:西北工业大学航天学院,2005 Wang Mingguang.Fast trajectory optimization for advanced space vehicle .Xi-an:School of Astronautics,Northwestern Polytechnical University,2005(in Chinese) [7] Mease K D,Chen D T,Teufel P,et al.Reduced-order entry trajectory planning for acceleration guidance[J].Journal of Guidance,Control and Dynamics,2002,25(2):257-266
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-09-10
  • 网络出版日期:  2011-07-30

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