高马赫数飞行器准平衡飞行段弹道优化方法

温杰; 周欢; 丛戎飞; 丁智坚; 张旭

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高马赫数飞行器准平衡飞行段弹道优化方法

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摘要

针对类HTV飞行器准平衡飞行段弹道优化问题,提出一种基于改进直接打靶法和自适应遗传算法的混合优化方案。首先在控制约束范围内构造控制量数据集,将控制量初末时刻值和终端时刻纳入优化设计变量,利用改进直接打靶法使以最远航程为目标函数,满足控制约束、过程约束(动压、过载、热流率及禁飞区等)、终端约束的动态最优控制问题参数化为非线性规划问题。在此基础上借助自适应遗传算法对控制量参数进行全局寻优,通过三次样条插值对控制量-时间历程平滑处理,利用四阶龙格库塔法进行数值积分,以此得到符合条件的理想弹道。经仿真验证,提出的弹道优化算法相较于原算法(直接打靶法-遗传算法)收敛速度更快,性能指标更优,降低了对初值的敏感程度,具备一定的鲁棒性,能够实现规避多禁飞区,搜索到满足约束条件且保证航程最远的理想轨迹。

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来源
《兵器装备工程学报》 |2023年第9期|222-233|共12页
作者
温杰; 周欢; 丛戎飞; 丁智坚; 张旭;
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作者单位

中国工程物理研究院总体工程研究所;

中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类一般性问题;
关键词
高马赫数飞行器; 准平衡飞行段; 弹道优化; 改进直接打靶法; 自适应遗传算法; 四阶龙格库塔法; 多禁飞区;

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