基于hp自适应Radau伪谱法的再入飞行器轨迹优化

全局伪谱方法在解决平滑最优控制问题时具有指数级收敛速度,但对于状态变量震荡的最优控制问题往往难以在短时间内取得满意解。飞行器机动再入轨迹通常为震荡形式,因此设计了hp自适应Radau伪谱算法(hp-RPM)求解再入最优轨迹。hp-RPM以相对曲率作为判据,将震荡轨迹划分为多个平滑子区间,在每个子区间内采用低阶插值多项式逼近最优轨迹,以提高算法效率、估计精度和解的最优性。仿真结果表明,hp-RPM方法在算法效率、估计精度、解的最优性上,较全局Radau伪谱方法均有较大程度的提高。

一种基于均匀设计的爆高延时计算方法

为了实现一定的作战目的,达到最佳的毁伤效果,弹道导弹的弹头常需控制在一定高度解爆,传统的爆高控制方法精度差,为此文中基于均匀设计的原理方法推导了一种爆高延时计算方法,仿真计算证实该方法是正确的,且精度比传统的爆高控制方法有很大提高。

基于正交实验与牛顿方法的滑翔导弹助推弹道设计

分析了助推-滑翔导弹助推段关机参数要求,并基于牛顿迭代法和正交实验设计求解了助推弹道。牛顿迭代法局部搜索效率高,但易陷入局部最优,为避免初值设置不当导致无法求取可行解,分析了各控制变量的取值范围,并对其划分水平设计正交实验,从每一个正交实验点开始搜索,避免陷入局部最优。仿真结果表明,该方法能够快速求解出满足约束要求的助推弹道。

滑翔弹头末段俯冲导引律设计与仿真

滑翔弹头长期飞行在气动环境较为复杂的临近空间,再入精度难以保证。为实现滑翔弹头精确打击并考虑攻击角度的战术使用需求,文中在目标坐标系中建立了滑翔弹头质心运动方程,推导了基于扩展比例导引的带落速方向控制的末段俯冲导引规律。仿真结果表明,在合理的俯冲起点参数要求范围内,采用文中制导规律,能够实现对落点和攻击角度的精确控制。

弹道导弹中段机动突防制导律研究

针对弹道导弹飞行中段的突防制导问题,首先建立了弹道导弹飞行中段机动突破EKV拦截的仿真模型;其次,基于微分对策求解出最优追-逃策略,并以此确定了弹道导弹机动突防制导律;最后,通过仿真对该制导律的突防效果进行了验证,并探讨了机动起始时间对拦截脱靶量的影响。仿真结果表明,合理地选择机动起始时间,拦截脱靶量可达10 m以上,能有效突破EKV拦截。