收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复杂约束下飞行器轨迹快速优化设计

夏梦  
【摘要】:本文着眼于新型滑翔式再入飞行器在方案设计阶段的再入轨迹优化问题。飞行器再入过程经历的高度和飞行速度都跨越了较大的范围,且受防热和过载等方面的严格约束,同时高超声速再入飞行轨迹对控制变量非常敏感,这就给我们的研究带来了挑战。飞行器轨迹的快速生成,可以较为轻松地应对任何的突发事件,因此具有巨大的研究价值。本文的主要工作有: 首先,根据基本假设,建立飞行器的动力学、运动学方程。根据某通用航空飞行器的一组数据建立了空气动力学模型。然后分析说明了飞行器再入过程需要满足的过载约束和热流约束条件。对运动方程和约束条件做了无量纲化处理以后,得到了航程最大轨迹优化的最优控制问题。 其次,讨论了几种基于Legendre多项式的伪谱方法的相同点和不同点。根据我们所要解决的实际问题,着重说明了Legendre伪谱方法的基本原理和应用此方法解决最优控制问题的实施步骤。 然后,将前面得到的轨迹优化问题通过Legendre伪谱法转化为标准的非线性规划问题。最终决定把MATLAB作为求解带约束的非线性规划问题的有力工具,它在处理中尺度问题上使用了序列二次规划算法。通过仿真实验验证了算法的有效性,并对仿真结果进行了简要分析。 最后,为了进一步提高求解的精度而不增加不必要的计算负担,采用分段航程轨迹优化。原始轨迹在特定的能量点处进行分段。对全程轨迹优化、两段轨迹优化和三段轨迹优化的仿真结果进行了对比分析,可以得出结论:多段轨迹优化能增加航程,并且具有更高的计算效率和精度。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈胜琪;;基于样条曲线的机动弹头再入轨迹优化研究[J];飞行力学;2009年01期
2 陈聪;关成启;史宏亮;;飞行器轨迹优化的直接数值解法综述[J];战术导弹控制技术;2009年02期
3 雍恩米;陈磊;唐国金;;飞行器轨迹优化数值方法综述[J];宇航学报;2008年02期
4 吴迪;王峰;杨晟尧;;基于混沌免疫遗传算法的飞行轨迹优化研究[J];武汉理工大学学报;2010年20期
5 杨希祥;李晓斌;肖飞;张为华;;智能优化算法及其在飞行器优化设计领域的应用综述[J];宇航学报;2009年06期
6 屈香菊;;直接多重打靶法在轨迹优化方面的应用[J];飞行力学;1992年01期
7 王敏;周军;;备份卫星进入编队轨迹的线性规划[J];弹箭与制导学报;2006年S9期
8 姚宗信;;高超声速飞行器冲跃飞行轨迹优化研究[J];导弹与航天运载技术;2007年04期
9 张益;被动式跟踪中轨迹优化问题的研究[J];火控雷达技术;2004年04期
10 赵振宇;王成勇;吴世雄;周后明;;型腔尖角的轨迹优化(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2007年02期
11 张锦;王伟;宁东方;;用遗传算法进行飞机节油轨迹优化[J];弹箭与制导学报;2005年SA期
12 蒲宏斌;詹浩;;飞机低空突防轨迹优化研究[J];飞行力学;2008年03期
13 曾宪法;申功璋;张磊;;基于非线性规划的空空导弹水平转弯轨迹优化[J];飞行力学;2008年03期
14 炳森;;测量导弹位置和姿态的激光系统[J];激光与红外;1978年05期
15 陈幼明;;飞行器振动特性试验的发展[J];振动、测试与诊断;1982年01期
16 田莉;;维加飞行器飞行简介[J];国际太空;1985年09期
17 吴平;孙亮清;丁洪喜;;用制导遥测数据确定非惯性发射坐标系的目标位置和速度[J];飞行器测控学报;1986年01期
18 刘殿文;;日本自由飞行器平台SFU[J];国际太空;1989年06期
19 史常勇;;美军飞行器编号释义[J];航空知识;1995年05期
20 钱云山;;苏联卫国战争期间的浮空飞行器[J];现代兵器;1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔尔杰;;地效飞行器——21世纪高速水面运输的新工具[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
2 詹浩;;变体飞行器的飞行动力学关键问题[A];智能可变形飞行器发展前景及我们的选择——新观点新学说学术沙龙文集(32)[C];2009年
3 张来平;;从CFD角度谈变形飞行器研究对CFD发展的推动作用[A];智能可变形飞行器发展前景及我们的选择——新观点新学说学术沙龙文集(32)[C];2009年
4 秦绪国;刘沛清;屈秋林;;地效飞行器波浪水面巡航的数值模拟[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
5 胡绍林;;飞行器外测系统的随机建模[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第1卷)[C];1991年
6 周宏;李潜;;短钝飞行器动稳定性的非线性特性研究[A];第八届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2003年
7 薛红军;崔卫民;吕国志;;飞行器典型壁板结构声损伤分析模型[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
8 孙明玮;焦纲领;杨瑞光;陈增强;;滑翔飞行器阻力—能量剖面制导的自抗扰跟踪[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 屈秋林;刘沛清;秦绪国;;地效飞行器水平/波浪地面飞行气动性能数值研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
10 李春丽;陈强洪;苏波;邱勇;;用外推法预示再入飞行器的随机振动环境[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭铁丁;深空探测小推力轨迹优化的间接法与伪谱法研究[D];清华大学;2012年
2 雍恩米;高超声速滑翔式再入飞行器轨迹优化与制导方法研究[D];国防科学技术大学;2008年
3 彭松林;基于曲柄摇杆机构的扑翼微飞行器的研究[D];上海交通大学;2010年
4 李远;多UAV协同任务资源分配与编队轨迹优化方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 郑昌文;飞行器航迹规划方法研究[D];华中科技大学;2003年
6 赵钧;飞行器动平衡测试技术的实验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 彭钧;高超声速巡航飞行器乘波布局设计研究[D];南京航空航天大学;2007年
8 张万里;轨道转移飞行器的轨迹优化与制导算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 陈小庆;高超声速滑翔飞行器机动技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 邱卫国;目标体三维复原技术研究及其在飞行器外形重建中的应用[D];南京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 夏梦;复杂约束下飞行器轨迹快速优化设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 张勇;一种飞行演示器的上升段轨迹优化及仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 贺从园;高超声速飞行器再入段的最优制导[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 贾志强;飞行器气动加热数值与工程结合计算方法研究[D];上海交通大学;2012年
5 彭海峰;柔顺蜂窝蒙皮结构设计及研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 王巧生;高速铣削切削力变化及刀具轨迹优化研究[D];广东工业大学;2005年
7 后鹏;飞行器小型黑匣子硬件模块的研究[D];上海交通大学;2009年
8 王晓丽;MOTOMAN机器人轨迹规划和控制系统的研究与设计[D];西安科技大学;2009年
9 毕延文;基于时差法的飞行器声被动定位技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
10 张小江;机器人仿真研究及运动学动力学分析[D];吉林大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 鼎冲;登陆作战利器:地效飞行器[N];解放军报;2005年
2 六○五研究所所长 陈东升 党委书记 刘宜国;推进思想大解放 实现特飞新发展[N];中国航空报;2008年
3 李冰之;新型飞行器使地球免遭小行星威胁[N];中国航天报;2009年
4 本报记者 杨艳;哈埠“船王”造出“舰模巨无霸”[N];哈尔滨日报;2005年
5 记者 彭溢;单桨环道“飞碟”小批量试产[N];黑龙江日报;2008年
6 文建;也想送宇航员上月球,印将发绕月飞行器[N];新华每日电讯;2008年
7 吴蔚;英国公司公布按柯恩达效应设计的概念飞机家族[N];中国航空报;2007年
8 郑国田;六○五所引领特种航空新发展[N];中国航空报;2007年
9 记者 张孟军;美将发射机器人飞行器[N];科技日报;2001年
10 记者 承京;中国首架民用型动力三角翼飞行器成功首飞[N];中国航空报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978