高超声速飞行器倾侧转弯耦合控制策略

针对高超声速飞行器倾侧转弯过程中俯仰、偏航和滚动通道间的强烈耦合,提出一种耦合控制策略。针对高超声速飞行器快时变、非线性和强不确定性的控制问题,基于解析形式的非线性最优预测控制方法,采用分层设计思想设计了飞行器姿态控制系统,可较好满足高超声速飞行器的快速性要求;在分析了倾侧转弯飞行控制过程的主要影响因素及其影响规律的基础上,提出一种"降低攻角—快速滚转—拉起攻角"的耦合控制策略。对该控制策略对于高超声速飞行器的适用性进行了仿真分析,结果表明:所提耦合控制策略有效降低了偏航通道的控制需求,降低了倾侧转弯控制过程的失控风险,提高了控制系统的可靠性。

高升阻比滑翔飞行器异面最优变轨迹策略设计与分析

针对高升阻比飞行器在倾侧转弯飞行过程中能量保持的需求,提出一种能量最优的气动力辅助异面倾侧转弯机动(BTT)飞行策略。通过建立轨道动力学及大气层内飞行器横纵向运动方程及动力学模型,分析高升阻比飞行器倾侧转弯的弹道特性,推导并证明终端速度与倾侧转弯幅度相关的解析形式公式,实现弹道参数间的解耦和简化;通过数值优化方法进一步验证飞行策略的能量优化性能,通过龙格库塔法进行数值积分求解,获得能量最优的飞行轨迹。仿真结果表明,该飞行策略与数值优化方法获得的结果高度一致,证明了该解析方法在大幅提升求解效率的同时,具有较高可靠性,可有效指导制导策略总体设计工作,具有工程应用意义。