检索结果-内蒙古大学图书馆

兵工学报 2025年第2期46卷 55-64页

作者：肖柳骏李雅轩刘新福北京理工大学宇航学院北京100081

针对高超声速滑翔飞行器末制导段存在的动力学模型参数不确定性,以及传统强化学习算法收敛速度慢的问题,提出一种基于强化学习的自适应制导方法。将标称条件下的高超声速滑翔飞行器末制导问题转化为最优控制问题,并根据序列凸优化算法... 详细信息

针对高超声速滑翔飞行器末制导段存在的动力学模型参数不确定性,以及传统强化学习算法收敛速度慢的问题,提出一种基于强化学习的自适应制导方法。将标称条件下的高超声速滑翔飞行器末制导问题转化为最优控制问题,并根据序列凸优化算法进行求解得到状态-控制对的数据集:基于监督学习对数据集进行拟合,得到相应的神经网络制导模型:引入气动参数偏差、控制响应延迟系数不确定性以及状态测量噪声等干扰,通过飞行器与当前环境的大量交互,基于强化学习进一步优化神经网络制导模型。数值仿真结果表明,新提出的制导方法与监督学习制导方法相比具有更好的鲁棒性与精确性。

关键词：高超声速滑翔飞行器监督学习强化学习自适应末制导

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面向时间协同的高超声速滑翔飞行器集群再入轨迹规划

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国防科技大学学报 2025年

作者：陈顺毅徐小平刘双喜黄伟闫斌斌国防科技大学空天科学学院空天任务智能规划与仿真湖南省重点实验室国防科技大学前沿交叉学科学院国防科技大学高超声速技术实验室西北工业大学航天学院

从高超声速滑翔飞行器协同任务需求出发，针对复杂再入环境下的轨迹规划问题，提出了一种集群再入的协同轨迹规划方法。建立了飞行器集群的再入动力学模型，基于控制量与再入走廊约束设计了一种纵向轨迹控制方案，以减缓轨迹求解时的振... 详细信息

从高超声速滑翔飞行器协同任务需求出发，针对复杂再入环境下的轨迹规划问题，提出了一种集群再入的协同轨迹规划方法。建立了飞行器集群的再入动力学模型，基于控制量与再入走廊约束设计了一种纵向轨迹控制方案，以减缓轨迹求解时的振荡问题，提高了轨迹求解的可行性。在此基础上，提出了两种协同形式下的轨迹规划方案，根据飞行器集群的任务需求及滑翔能力分析结果完成协同时间的决策，利用hp自适应伪谱法规划出满足禁飞区和时间约束的协同轨迹。仿真结果表明，所提方法在不同任务场景下均能规划出满足约束条件和协同时间的三维轨迹，对高超声速滑翔飞行器协同规划研究具有一定参考价值。

关键词：高超声速滑翔飞行器协同轨迹规划 hp自适应伪谱法禁飞区规避

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考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞行器编队控制方法

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兵工学报 2025年第4期46卷 112-128页

作者：王浩凝郭杰万泱泱张宝超唐胜景李响北京理工大学宇航学院北京100081

由于高超声速滑翔飞行器无动力、轴向过载不可控的特点,高超声速滑翔飞行器编队机动飞行至滑翔段与末段的交班点时射向通常存在较大位置误差,对末段的协同打击精度造成显著影响。针对该问题,提出一种考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞... 详细信息

由于高超声速滑翔飞行器无动力、轴向过载不可控的特点,高超声速滑翔飞行器编队机动飞行至滑翔段与末段的交班点时射向通常存在较大位置误差,对末段的协同打击精度造成显著影响。针对该问题,提出一种考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞行器编队控制方法。面向二阶多智能体系统设计固定时间收敛一致性控制器。在此基础上设计欠驱动飞行器编队控制架构,围绕高超声速滑翔飞行器编队的欠驱动控制特征开展分析,设计射向调节策略,建立射向位置调节与附加侧向速度的关联;赋予飞行器编队射向调节能力的前提下建立三维人工势场,设计飞行器编队的避碰控制策略。理论分析和数值仿真表明,该方法可以支撑多个飞行器在编队散开、编队收缩、编队整体转向和高低编队飞行等场景中实现编队的形成与保持,在保证编队内部安全的前提下实现一致到达,为末段制导提供良好的交班条件。

关键词：高超声速滑翔飞行器欠驱动编队控制固定时间收敛射向位置调节人工势场

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高超声速滑翔飞行器再入轨迹优化

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哈尔滨工业大学学报 2023年第4期55卷 44-55页

作者：徐慧蔡光斌崔亚龙侯明哲姚二亮火箭军工程大学导弹工程学院西安710025 96851部队辽宁盘锦124202 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

为提高高超声速滑翔飞行器再入轨迹优化问题求解速度和精度,提出了一种将改进的麻雀智能优化同参数化设计相结合的再入轨迹方法。首先,通过Tent混沌映射和精英反向种群方法初始化种群,利用黄金正弦策略进行种群的位置更新,并通过余弦策... 详细信息

为提高高超声速滑翔飞行器再入轨迹优化问题求解速度和精度,提出了一种将改进的麻雀智能优化同参数化设计相结合的再入轨迹方法。首先,通过Tent混沌映射和精英反向种群方法初始化种群,利用黄金正弦策略进行种群的位置更新,并通过余弦策略减少侦察者数量,采用贪婪策略对种群的最优解进行选择和更新,在增强算法全局搜索能力的同时,不影响收敛速度。然后,将高超声速再入轨迹优化问题转化为攻角剖面和倾侧角剖面的参数化设计问题,将路径约束转化为阻力加速度再入飞行走廊,保证再入过程中始终满足路径约束,利用罚函数法处理终端约束,从而使得飞行器精确命中目标。最后,采用改进的麻雀智能优化算法对设计参数进行寻优,使得目标函数最优。仿真实验表明:本研究所提出的改进麻雀算法相较于原始麻雀算法、鲸鱼算法和粒子群算法收敛速度快,得到的高超声速滑翔飞行器再入轨迹精度有了进一步的提高;蒙特卡洛仿真实验说明,本研究所提出的高超声速滑翔飞行器再入轨迹优化算法具有一定的鲁棒性。

关键词：高超声速滑翔飞行器再入轨迹优化改进麻雀算法参数化设计蒙特卡洛仿真

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高超声速滑翔飞行器锐边化气动隐身一体化设计

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航空学报 2023年第16期44卷 128-146页

作者：刘衍旭陈树生冯聪顾奕然高正红西北工业大学航空学院西安710072

隐身性能是影响高超声速武器作战效能的关键指标之一,为提高高超声速滑翔飞行器的生存及突防能力,以HTV-2飞行器为初始外形,引入锐边化设计思想,提出一种兼具良好隐身性能的气动外形。首先采用CFD数值模拟和高频近似算法,对初始外形气... 详细信息

隐身性能是影响高超声速武器作战效能的关键指标之一,为提高高超声速滑翔飞行器的生存及突防能力,以HTV-2飞行器为初始外形,引入锐边化设计思想,提出一种兼具良好隐身性能的气动外形。首先采用CFD数值模拟和高频近似算法,对初始外形气动特性及隐身特性进行评估。接着通过截取重要截面轮廓线,在轮廓线上均匀选取控制点。最终将离散点重构成三维外形,设计了一种锐边化飞行器外形。在此基础上计算评估了锐边化外形的升阻特性及雷达散射截面(RCS)。与原外形对比可知锐边化外形气动性能变化较小,气动力系数变化量不超过7%;同时在主要威胁区域(即俯仰角±30°、偏航角±60°角域)内飞行器的RCS均值显著降低,平均降幅超20%。此外为消除边缘绕射的影响,通过倒圆角的方式对锐边化外形的棱边进行了圆润化处理,实现了主要威胁区域内RCS均值的进一步减缩,平均降幅超过60%。此外进一步研究了在不同位置倒圆角及圆角半径对飞行器隐身特性的影响。结果表明在尾部截面倒圆角能较大程度改善飞行器的隐身特性,圆角半径与飞行器特征长度之比为1.35%时较佳。

关键词：高超声速滑翔飞行器 CFD 雷达散射截面锐边化倒圆角

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高超声速滑翔飞行器再入气动系数改进拟合模型

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宇航学报 2021年第9期42卷 1139-1149页

作者：徐慧蔡光斌张胜修火箭军工程大学导弹工程学院西安710025

为提升高超声速滑翔飞行器再入气动系数的刻画精度,基于公开的CAV-H气动系数数据,本文提出了一种改进的高超声速滑翔飞行器再入气动系数拟合模型。首先,建立攻角二次项和马赫数负指数幂项相结合的气动系数拟合模型。其次,利用多元非线... 详细信息

为提升高超声速滑翔飞行器再入气动系数的刻画精度,基于公开的CAV-H气动系数数据,本文提出了一种改进的高超声速滑翔飞行器再入气动系数拟合模型。首先,建立攻角二次项和马赫数负指数幂项相结合的气动系数拟合模型。其次,利用多元非线性最小二乘法对模型进行参数辨识,并采用拟合优度评价了该模型对气动系数数据的解释程度。然后,依据该模型从升阻比角度分析了气动模型飞行特点。最后,对本文改进模型进行数据拟合仿真,分析升阻比特性,并进行再入轨迹优化任务仿真。气动数据拟合实验表明,与现有典型模型相比,改进模型拟合误差降低,拟合优度进一步提高。不同定升阻比的飞行仿真实验表明,应用改进模型可全面刻画再入滑翔飞行特性。再入滑翔飞行任务仿真结果表明,相较于对比模型,改进模型得到的再入轨迹更为平稳。

关键词：高超声速滑翔飞行器气动系数拟合优度升阻比再入轨迹优化

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高超声速滑翔飞行器多禁飞区再入机动航迹优化

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航空学报 2023年第15期44卷 371-386页

作者：雷刚罗炜李云舒赖灿辉火箭军工程大学作战保障学院西安710025

针对高超声速滑翔飞行器航迹规划中面临的复杂环境约束问题,提出了一种结合几何-动力学的航路点跟踪方法并设计了一种禁飞区约束简化策略。首先,在通过飞行走廊确定飞行过程中航向角变化范围的基础上,以角度为指标设计代价函数,并基于... 详细信息

针对高超声速滑翔飞行器航迹规划中面临的复杂环境约束问题,提出了一种结合几何-动力学的航路点跟踪方法并设计了一种禁飞区约束简化策略。首先,在通过飞行走廊确定飞行过程中航向角变化范围的基础上,以角度为指标设计代价函数,并基于此对飞行状态进行预测寻优,得到了倾侧角自适应搜索的横向机动模型;其次,将几何平面上的虚拟航路点生成策略拓展到地球曲面,并基于图论思想和动力学评估模型,获得了全局最佳虚拟航路点生成策略;最后,将2种方法结合得到解决多禁飞区约束的航迹规划方法。仿真结果表明,所提方法能够快速有效获得最佳虚拟航路点,并且降低航迹规划中的倾侧角优化难度;蒙特卡洛仿真实验表明,本方法具有较好的鲁棒性。

关键词：高超声速滑翔飞行器航迹规划虚拟航路点约束转化图论思想

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高超声速滑翔飞行器预测校正闭环协同末制导方法

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北京航空航天大学学报 2023年第11期49卷 3188-3196页

作者：郑金库唐胜景郭杰北京理工大学宇航学院北京100081

针对能量持续衰减的高超声速滑翔飞行器末制导段时间协同问题,提出一种预测飞行时间并校正飞行剖面的协同制导方法。设计了一种带有负比例导引系数的参数化飞行剖面,在辨识气动参数后快速预测剩余飞行时间;通过数值算法修正飞行剖面参数... 详细信息

针对能量持续衰减的高超声速滑翔飞行器末制导段时间协同问题,提出一种预测飞行时间并校正飞行剖面的协同制导方法。设计了一种带有负比例导引系数的参数化飞行剖面,在辨识气动参数后快速预测剩余飞行时间;通过数值算法修正飞行剖面参数,并输出制导指令,满足单飞行器时间约束制导要求;设计闭环协同策略,在分析飞行器时间调整能力后,各飞行器协调期望飞行时间,再自主规划飞行剖面以同时攻击目标。仿真结果表明:预测校正闭环协同制导方法可以满足时间协同末制导任务需求,落点误差小于5 m,相对时间误差小于1 s。

关键词：高超声速滑翔飞行器闭环协同制导预测校正变系数比例导引气动辨识

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高超声速滑翔飞行器地形匹配辅助导航方法研究

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北京航空航天大学学报 2020年第4期46卷 691-702页

作者：鲜勇任乐亮杨子成张大巧李杰火箭军工程大学作战保障学院西安710025

高超声速滑翔飞行器滑翔飞行高度在30 km以上,大气极其稀薄,传统采用气压高度计的地形匹配辅助导航方式将无法正常工作。为实现高精度地形匹配,在分析匹配算法对地形常值误差不敏感的基础上,详细论证了基于惯性系统解算绝对高度方案,并... 详细信息

高超声速滑翔飞行器滑翔飞行高度在30 km以上,大气极其稀薄,传统采用气压高度计的地形匹配辅助导航方式将无法正常工作。为实现高精度地形匹配,在分析匹配算法对地形常值误差不敏感的基础上,详细论证了基于惯性系统解算绝对高度方案,并对比分析了将短时滑翔段弹道简化为等高飞行方案。在捷联惯性导航系统(SINS)误差模型基础上,结合高度通道方块图,通过拉普拉斯变换,建立了惯性系统高度通道短时稳定性解析模型,并以CAV-H为研究对象建立数值仿真环境。仿真结果表明,解析模型精度较高,基于SINS解算绝对高度能够满足地形匹配辅助导航系统精度要求,优于气压高度计正常工作时的精度。

关键词：高超声速滑翔飞行器地形辅助导航系统滑翔弹道高度通道稳定性气压高度计

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高超声速滑翔飞行器的分散鲁棒姿态控制

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北京航空航天大学学报 2012年第9期38卷 1194-1199页

作者：李菁菁任章沈振北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重点实验室北京100191

根据高超声速滑翔飞行器的任务和特点,并考虑一阶执行器动态,建立了面向控制系统设计的飞行器姿态模型.针对模型的结构,结合分散控制和滑模变结构控制的思想设计了再入飞行段的分散鲁棒姿态控制器:采用Tornambe控制方法进行了分散鲁棒... 详细信息

根据高超声速滑翔飞行器的任务和特点,并考虑一阶执行器动态,建立了面向控制系统设计的飞行器姿态模型.针对模型的结构,结合分散控制和滑模变结构控制的思想设计了再入飞行段的分散鲁棒姿态控制器:采用Tornambe控制方法进行了分散鲁棒滑模面的设计,使得系统能够克服耦合及非匹配不确定性的影响实现性能优良的滑模运动;采用改进的时间次优控制方法实现了二阶滑模变结构控制律的设计,通过在线估计等效控制削弱了抖振.为验证控制器的设计,在Simulink中以某概念高超声速滑翔飞行器为对象,进行了分散鲁棒姿态控制系统和制导系统的联合仿真,仿真结果表明在存在大不确定性的情况下,可以实现对制导指令的鲁棒稳定跟踪.

关键词：高超声速滑翔飞行器分散控制 Tornambe控制二阶滑模变结构控制

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