基于多目標的高超聲速飛行器再入軌跡優(yōu)化方法研究.pdf

1、高超聲速飛行器具有飛行速度快、突防能力強、飛行范圍廣等特點，而且在軍事和民用方面都有非常良好的應(yīng)用前景。因此，高超聲速技術(shù)得到了快速發(fā)展并逐漸成為研究焦點，而軌跡優(yōu)化作為一項關(guān)鍵技術(shù)也得到了廣泛關(guān)注。由于再入環(huán)境異常復(fù)雜，而且大氣變化劇烈，造成了優(yōu)化過程中多約束、多變量、多目標等問題，所以研究更加有效的軌跡優(yōu)化算法顯得非常必要。本文針對高超聲速飛行器的再入軌跡優(yōu)化問題，依次展開了以下三方面的研究：
　　對于帶有優(yōu)先級約束的再入軌跡

2、多目標優(yōu)化問題，通過直接配點法將運動方程約束轉(zhuǎn)化為代數(shù)約束，同時結(jié)合變可行域多目標優(yōu)化算法建立模型。首先利用直接配點法將原問題轉(zhuǎn)化為一個具有優(yōu)先級約束的多目標非線性規(guī)劃問題，然后將各目標轉(zhuǎn)化為模糊目標，并引入可行域變量來代替常值可行域。接著根據(jù)更高優(yōu)先級的目標具有更高滿意度的原則將優(yōu)先級約束轉(zhuǎn)化為滿意度序約束，然后根據(jù)不同的模糊關(guān)系提出三種變可行域優(yōu)化模型，通過調(diào)節(jié)模型中的參數(shù)可以獲得滿足不同滿意度要求的最優(yōu)軌跡。最后的仿真計算證明了該

3、方法的有效性及優(yōu)勢。
　　針對軌跡優(yōu)化直接配點法中的網(wǎng)格自適應(yīng)問題，結(jié)合密度函數(shù)以及誤差估計有效地進行網(wǎng)格劃分，從而提高計算速度以及求解精度。首先，引入密度函數(shù)的概念，并說明如何利用密度函數(shù)智能且有效地劃分網(wǎng)格，同時引入誤差估計方法來判斷精度。然后，基于以上理論提出四種網(wǎng)格自適應(yīng)算法，并詳細論述了各算法的步驟。最后，通過仿真計算對比了這四種算法的性能及適用場合。
　　考慮終點位置已知和未知兩種情況下的再入軌跡在線規(guī)劃問題，并