高超聲速飛行器再入預(yù)測(cè)制導(dǎo)方法.pdf

1、高超聲速飛行器兼顧了飛機(jī)和空間飛行器的優(yōu)點(diǎn)，融合了大量的多學(xué)科前沿技術(shù)，成為各軍事強(qiáng)國(guó)的一個(gè)重要發(fā)展方向。本文基于對(duì)提高精度和減少能量損失的考慮，系統(tǒng)研究了改進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)軌道制導(dǎo)、快速軌道優(yōu)化以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)制導(dǎo)方法。
　　首先，基于再入走廊概念，對(duì)傳統(tǒng)的阻力加速度剖面制導(dǎo)方法進(jìn)行了改進(jìn)。通過優(yōu)化阻力加速度剖面，研究了一種基于優(yōu)化剖面的標(biāo)準(zhǔn)制導(dǎo)方法。在再入走廊內(nèi)，通過選擇合適的阻力加速度剖面函數(shù)形式，將再入剖面參數(shù)化，并分別利用遺傳算

2、法和粒子群算法對(duì)再入剖面展開優(yōu)化，得到優(yōu)化的標(biāo)稱飛行剖面。同時(shí)，通過解析推導(dǎo)，設(shè)計(jì)了時(shí)變參數(shù)的制導(dǎo)律跟蹤標(biāo)稱飛行剖面，提高了標(biāo)準(zhǔn)制導(dǎo)方法的魯棒性。
　　其次，研究了基于hp-自適應(yīng)偽譜法的快速軌道優(yōu)化方法。針對(duì)再入滑翔過程多約束下最小吸熱問題，利用Bolza型最優(yōu)控制性能指標(biāo)函數(shù)建立了再入軌道優(yōu)化模型。然后利用 hp-自適應(yīng)偽譜法探討了再入軌道快速優(yōu)化策略。同時(shí)，對(duì) hp-自適應(yīng)偽譜法的性能進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果表明該方法能夠有

3、效兼顧收斂速度和計(jì)算精度，優(yōu)化得到的偽譜解與實(shí)際積分解相差很小。
　　最后，提出了一種基于優(yōu)化軌道的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)制導(dǎo)方法。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在飛行器在線計(jì)算效率上的巨大優(yōu)勢(shì)，通過設(shè)計(jì)一個(gè)雙層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并利用軌道優(yōu)化得到樣本數(shù)據(jù)來訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)落點(diǎn)參數(shù)與當(dāng)前飛行參數(shù)之間的非線性關(guān)系，減輕傳統(tǒng)預(yù)測(cè)制導(dǎo)在線積分的計(jì)算負(fù)擔(dān)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了兩層反饋校正方法來消除落點(diǎn)偏差，使飛行器沿著優(yōu)化軌道飛行，也可提高制導(dǎo)的魯棒性。
　　全