高超声速飞行器滑翔段制导方法研究

【摘要】： 高超声速滑翔飞行器具有较大的机动能力,是实现远程快速精确打击或力量投送的新型再入飞行器。高超声速飞行器有许多关键技术,本文以滑翔段制导算法为研究目标,系统研究了滑翔段飞行约束、飞行走廊、在线滑翔制导算法和预测校正算法的基本理论等问题。 滑翔段制导方法大概可以分为两大类:基于参考弹道的标准轨道法和预测-校正制导法。第一种方法是根据飞行任务预先定义一条参考弹道,在飞行中把实际值和理论值的偏差信号作为控制器的输入,控制飞行器按照参考弹道飞行。预测制导法是根据当前的飞行状态由机载计算机实时求解剩余飞行段的控制量。随着机载计算机计算速度的不断提高,预测-校正制导显示出广阔的应用前景。 本文对滑翔段制导方法进行了综合研究,主要研究内容有:首先在飞行约束的基础上建立了高超声速飞行器滑翔段飞行走廊,并对影响飞行走廊的因素进行分析。其次针对在过程约束与终端约束条件下的滑翔段制导问题,提出了一种参考弹道在线生成方法,采用线性二次调节器(LQR)进行纵向弹道跟踪。侧向制导方法采用了基于航向角误差走廊的倾侧角反转控制策略。 本文拓展了飞行器标准轨道制导的新思路,探索了滑翔段在线制导算法,具有一定的理论与实践意义。