高超聲速飛行器單周期沖越飛行軌跡優(yōu)化研究.pdf

1、高超聲速飛行器是二十一世紀(jì)世界航空航天事業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要方向，在未來的軍事、政治和經(jīng)濟(jì)中將發(fā)揮重要的戰(zhàn)略作用，因此對(duì)于飛行器飛行軌跡的優(yōu)化顯得尤其重要。高超聲速飛行器的飛行方式是沖越飛行，在沖越飛行一個(gè)周期的過程中，飛行器的飛行軌跡受到起始質(zhì)量、初始傾角、初始速度、飛行距離、飛行器的空間幅度等多種因素的影響。因此需要采用相應(yīng)的優(yōu)化方法把不同的參數(shù)綜合到一起，對(duì)其進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而獲得較好的飛行軌跡。 文中首先介紹了高超聲速飛

2、行器和粒子群優(yōu)化算法的相關(guān)知識(shí)。對(duì)高超聲速飛行器的研究現(xiàn)狀、飛行環(huán)境和優(yōu)化中要用到的粒子群算法進(jìn)行了綜述。 然后分析了飛行器沖越飛行的實(shí)際過程，將一個(gè)周期的沖越飛行軌跡劃分為六個(gè)狀態(tài)，建立了過程模型和密度模型進(jìn)行分析。并給出了優(yōu)化目標(biāo)和優(yōu)化過程中的約束條件。 隨后使用多參數(shù)粒子群算法，分別對(duì)飛行器的主要參數(shù)：初始質(zhì)量、起始角度、機(jī)翼面積、升阻比的大小和水平位移的關(guān)系進(jìn)行了研究，并參考研究結(jié)果對(duì)單周期沖越飛行軌跡進(jìn)行了優(yōu)化

3、。通過測(cè)試驗(yàn)證了該方法的合理性和有效性。 最后，基于粒子群算法參數(shù)均勻設(shè)計(jì)的沖越飛行軌跡優(yōu)化。針對(duì)在優(yōu)化過程中，粒子群優(yōu)化算法的基本參數(shù)只能靠經(jīng)驗(yàn)和試探性的實(shí)驗(yàn)來取值的問題，通過均勻設(shè)計(jì)的思想將基本粒子群算法的參數(shù)設(shè)定問題描述成均勻設(shè)計(jì)中多因素多水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)定粒子群算法的慣性權(quán)重和加速常數(shù)的均勻取值。再對(duì)飛行器的單周期沖越飛行軌跡進(jìn)行優(yōu)化。并通過對(duì)測(cè)試的結(jié)果的篩選，進(jìn)一步縮小參數(shù)范圍，在較好的參數(shù)附近進(jìn)行二次均勻設(shè)計(jì)，得到