飛行器航跡規(guī)劃與航跡控制算法研究與實現(xiàn).pdf

1、目前在飛行器航跡規(guī)劃和航跡控制這一研究領(lǐng)域中，尋找飛行器最優(yōu)航跡成為一個重要的研究方向。對于軍用飛行器，能夠最大限度的利用地形信息和敵情信息，綜合考慮飛行器的各個相關(guān)的參數(shù)，為飛行器設(shè)計出生存概率最大的飛行航跡，是獲取戰(zhàn)爭空間優(yōu)勢的基礎(chǔ)。而目前的航跡規(guī)劃算法時間復(fù)雜度比較高，收斂速度較慢，對突發(fā)障礙物的處理往往不及時，不適合戰(zhàn)場環(huán)境下的航跡規(guī)劃。針對這個特點，如果能夠充分考慮飛行器航跡規(guī)劃的實時性要求，設(shè)計出時間復(fù)雜性低的航跡規(guī)劃算法，

2、則有望突破傳統(tǒng)的航跡規(guī)劃算法的瓶頸，本文即以此為出發(fā)點，研究飛行器的航跡規(guī)劃和航跡控制算法，及其在飛行器導(dǎo)航中的應(yīng)用。
　　本文首先對基于柵格法和人工勢場法思想的離線航跡規(guī)劃算法進行了研究。在離線航跡規(guī)劃階段，最優(yōu)全局航跡規(guī)劃和安全走廊可以通過綜合地面計算機的大范圍多種信息的方法來獲得。全局參考航跡的生成算法采用改進的柵格法，安全走廊的寬度由規(guī)劃中的誤差范圍來決定。
　　其次，本文重點對實時航跡規(guī)劃算法進行了研究。在飛行器運

3、行過程中，在特定的時間間隔內(nèi)要根據(jù)新的信息對參考航跡進行實時的更新。由于障礙物威脅程度的不同，采用了不同的策略來避免與其相撞，這些策略包括：忽略，繞行和躲避。與卡爾曼濾波相結(jié)合可以得到更精確的實時參考航跡。因此，此算法具有使飛行器規(guī)避突然出現(xiàn)的威脅源的實時修正航跡的能力。
　　然后本文提出了用于控制飛行器在跟蹤參考航跡過程中出現(xiàn)的航跡偏移和偏航角的航跡控制算法，該算法能有效地使航跡偏移量和偏航角在給定的時間約束內(nèi)收斂。本文應(yīng)用了輸