基于单参数迭代的TAEM在线轨迹生成方法

发布时间：2022-02-21 05:55

　　针对大升力体轨道再入飞行器末端能量管理（TAEM）段制导控制能力强、末端约束不惟一的问题,将TAEM段分为动压跟踪和着陆预备2个阶段,设计了不同的纵向轨迹剖面,从而将TAEM段在线轨迹生成问题转化为单参数搜索问题。第1阶段设计标称动压剖面为纵向参考轨迹,使得飞行器过程约束得到保证。第2阶段纵向剖面设计为标称高度剖面,从而使得末端点高度和倾角约束得到保证。根据末端动压误差设计修正律,迭代修正第一阶段动压剖面,从而使得最终的纵向轨迹满足所有的状态约束。在线轨迹递推采用以时间为自变量的数值积分,递推过程引入闭环制导律,通过实时修正攻角跟踪纵向剖面,修正倾侧角跟踪地面轨迹,从而保证在线生成的轨迹符合物理特性,降低闭环制导难度。在考虑初期再入末端大范围状态散布情况下,数值仿真显示了所提算法的鲁棒性。 

【文章来源】：航空学报. 2020,41(S2)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

TAEM任务剖面

第1阶段，动压剖面按照文献[1]的方式，给出如图2所示的高度动压剖面形态。初始高度动压分别为h0和q0，末端点的高度动压分别为hf和qf，则动压剖面qref描述为式中：h1、h2为2个预先设计的高度参数；q1为h1,h2之间的一段常值动压。为减少迭代参数，本文固定h1,h2两点，仅通过搜索参数q1来保证最终生成的轨迹满足约束。

式中：stogo为待飞距；RAT及RHAC分别为航向捕获圆及HAC半径；分别为图3中BC两点及DE两点的距离；ψ1、ψ2为图3中所描述的2个转角。轨迹递推过程中，根据实时的飞行状态，按地面几何计算待飞距。本方案以纵向轨迹迭代修正为主，地面轨迹不作复杂的规划，仅考虑直接进场方式。同时，在航程与能量匹配较差时，预设一个高能量HAC圆和低能量HAC圆。在剖面搜索过程中，得到的动压高于理想的设计值上限时，采用高能量轨迹进场，反之采用低能量轨迹进场。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于参数化轨迹的TAEM段在线制导方法[J]. 樊朋飞,刘蛟龙,凡永华,闫杰.  航空学报. 2018(12)
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[6]RLV末端能量管理段轨迹在线规划与制导[J]. 周敏,周军,郭建国.  宇航学报. 2015(02)
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[8]一种基于在线能量推演的自适应末端能量管理方法[J]. 潘彦鹏,周军,呼卫军.  西北工业大学学报. 2012(05)
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[10]RLV末端能量管理段三维制导轨迹推演研究[J]. 张军,黄一敏,杨一栋.  系统工程与电子技术. 2010(08)



本文编号：3636635