虚拟多触角探测的高超声速滑翔飞行器再入机动制导

发布时间：2024-02-22 09:32

　　针对高超声速滑翔飞行器再入过程中面对的多约束问题,提出一种基于虚拟多触角探测的路航点规划机动制导策略。该机动制导策略通过飞行器最大转弯轨迹计算速度-剩余地面距离-航向角约束,在分段定点模式中发出多条粗略预测触角,引用触角末端反馈的信息计算优先级以确定临时路航点;同时在机动制导模式中发出精细探测触角,计算触角末端信息优先级,经倾侧角延时滤波器得出控制指令,对飞行器进行机动制导。基于多触角探测的路航点规划机动制导策略,降低了三触角机动制导方法中的计算时间;同时,4种典型禁飞区条件下的仿真结果表明,该策略能够有效稳定地解决机动制导过程中的多约束问题。

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【部分图文】：

图４第ｉ时刻状态变量线性化Ｆｉｇ．４Ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｔａｔｅｖａｒｉａｂｌｅａｔｉｔｈｍｏｍｅｎｔ

而线性化的状态信息只有ｒ，Ｖ，［ψ］Ｔ３个变量，最后根据经纬度距离最近的两个标准轨迹点对该经纬度距离的状态进行线性化估计，即Ｙｉ＝Ｙｉ０＋Ｙ（ｉ１－Ｙｉ０）ｄ（ｇｉ－ｄｇｉ０）ｄｇｉ１－ｄｇｉ０（１２）式中：Ｙｉ＝ｒｉ，Ｖｉ，［ψｉ］Ｔ是在第ｉ时刻，与初始端点经纬度距离为ｄｇｉ时....

图５多触角临时定点策略Ｆｉｇ．５Ｍｕｌｔｉ－ｔｅｎｔａｃｌｅｔｅｍｐｏｒａｒｙｆｉｘｅｄｐｏｉｎｔｓｔｒａｔｅｇｙ

导策略在高超声速滑翔飞行器机动制导过程中，如果只有一个距离较远的终点，飞行器若使用２个或者３个触角实时探测前方未知情况，初始阶段计算耗时较大。为了降低初始阶段的触角探测耗时，采用２种触角探测模式：①多触角大积分步长的粗略探测，进行总任务的分段定点，得到临时路航点；②三触角小积分步....

图１多圆柱形禁飞区模型Ｆｉｇ．１Ｍｕｌｔｉ－ｃｙｌｉｎｄｅｒｎｏ－ｆｌｙｚｏｎｅｍｏｄｅｌ

Ｖ３．１５≤Ｑｍａｘ（８）ｎ＝Ｌ２槡＋Ｄ２／ｍ≤ｎｍａｘ（９）ｑ－＝０．５ρＶ２≤ｑ－ｍａｘ（１０）式中：Ｑｍａｘ、ｎｍａｘ和ｑ－ｍａｘ分别为热流率、过载与动压在飞行器飞行过程中的最大值，式（８）中热流率常数ＫＱ＝７．９６８６×１０－５Ｊ·ｓ２／（ｍ３．５ｋｇ０．５）。本文中的禁....

图２飞行器最大转弯轨迹Ｆｉｇ．２Ｍａｘｉｍｕｍｔｕｒｎｉｎｇｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｖｅｈｉｃｌｅ

航空学报６２３７０３－４式中：θｉ、?ｉ和ψｉ为当前轨迹点Ｐｉ位置的经纬度坐标和航向角；θｆ、?ｆ为终点的经纬度坐标。最后，航向角误差与速度、剩余地面距离的关系如图３中所示。其中，航向角误差为飞行器实时位置的航向角与初始航向角之间的偏差。图２飞行器最大转弯轨迹Ｆｉｇ．２Ｍａｘｉｍ....

本文编号：3906596