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《高超声速滑翔式飞行器再入轨迹多目标多约束优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、国防科技大学学报第31卷第6期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.31No.62009文章编号:1001-2486(2009)06-0077-07X高超声速滑翔式飞行器再入轨迹多目标多约束优化陈小庆,侯中喜,刘建霞(国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙410073)摘要:轨迹优化是高超声速滑翔式飞行器关键技术之一。为避免间接法求解轨迹优化问题时对初值敏感以及伪谱法求解轨迹优化问题中难以处理航路点和禁飞区等问题,提出采用基于Akima插值多项式的直接法求解高超声
2、速滑翔式飞行器再入轨迹优化问题。以驻点热流密度最小和到达目标点时间最小为优化目标,考虑了终端约束、航路点约束、禁飞区约束、动压约束、过载约束等约束条件。仿真结果表明:采用的插值方法可以减少插值过程中的控制变量越界问题;得到的Pareto前沿具有良好的分布性,在初步设计时能够给设计者较大的选择余地;和文献中的单目标优化结果相比,本文所采用的算法也具有较好的寻优能力。关键词:高超声速滑翔式飞行器;轨迹优化;多目标优化;Akima样条插值;直接法中图分类号:V412文献标识码:AMulti-objectiveOptimization
3、ofReentryTrajectoryforHypersonicGlideVehiclewithMulti-constraintsCHENXiao-qing,HOUZhong-xi,LIUJian-xia(CollegeofAerospaceandMaterialEngineering,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Trajectoryoptimizationisakeytechnologyofhypersonicglidevehi
4、cle.Inordertoavoidthedisadvantageofindirectmethod.ssensitivitytoinitialguessandpseudospectralmethod.sdifficultytosettlepathconstraints,adirectmethodbasedonAkimasplineinterpolationisproposedtosolvereentrytrajectoryoptimizationproblem.Anumericalexamplethatminimizesthe
5、stagnationpointheatfluxandflytimetotargetwhilesatisfyingstateconstraintssuchasvehicledynamics,controllimitation,waypoint,no-flyzone,dynamicpressureandoverloadispresented.Comparedwithliteratureresults,theresultsshowthattheAkimainterpolationcandecreasethecontrolparame
6、ter.sboundviolationphenomenaduringinterpolation;theParetofrontdistributednicely,providingmorechoicetodesignerduringconceptdesignstage.Comparedwiththesingleobjectoptimizeresultinliterature,thealgorithmadoptedinthispaperalsoshowsbetterperformance.Keywords:hypersonicgl
7、idevehicle;trajectoryoptimization;mult-iobjectiveoptimization;Akimasplineinterpolation;directmethod高超声速飞行器是当前研究的热点,该类飞行器具有良好的气动性能,能够依靠气动升力实现远距离的非弹道式再入飞行,由气动力控制轨迹,突破了常规的弹道式再入模式,且具有远程快速到达能力。本文主要研究高超声速滑翔式飞行器的再入轨迹优化问题。轨迹优化技术是飞行器设计的关键技术之一,可为飞行器射程能力、机动能力、弹道特征等方面的性能分析提供支持。
8、由于高超声速滑翔式再入飞行器的运动方程形式复杂、再入轨迹对控制变量高度敏感且再入过程的非线性约束较强,其再入轨迹优化问题一直是研究的热点。文献[1]中将高超声速滑翔式飞行器轨迹优化问题转化成最优控制问题,通过极大值原理求解了此问题。文献[2-3]利用多学科优化设计方法对飞行器
