高超声速飞行器滑行航迹优化

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1、万方数据2006年5月第32卷第5期北京航空航天大学学报】o唧al0fBe日iIlguni嘲i‘yofA删血csHⅡdAstIoIlau“csMav2006V01．32No．5高超声速飞行器滑行航迹优化周浩陈万春殷兴良北京航空航天大学宇航学院，北京100083)(中国航天科工集团公司，北京100830)摘要：针对高超声速飞行器滑行的密度模型、动力学模型、空气动力模型和作为输入的攻角，将弹道问题转化为最优控制问题，采用极大值原理求得航程最大的一阶必要条件，采用多次变区间的遗传算法、非线性单纯形法和邻近极值法的组台优化策略来求

2、解此两点边值问题，首先用多次变区间的遗传算法和单纯形方法求得全局航程最大，然后用邻近板值法得到合适的初值满足所有终端约束，通过对一高超声速飞行器的算例进行了优化计算，得到了最优弹道和优化算法的收敛曲线，并与升阻比最大飞行方案进行比较可知，最优控制方案求得的航程大于升阻比最大飞行方案的航程．关键词：航迹；优化；最优控制系统；遗传算法；高超声速飞行器；两点边值问题中图分类号：v412．4+4文献标识码：A文章编号：1001—5965(2006)05．0513．05OptlmizationofgIidetrajectoryfor

3、ahypersonicVehicIeZhouHa0ChenWanchu“(＆ll∞lofAsL⋯hc8，Beiji“gu⋯r口‘yofAeronauⅡ髂8ndAnmna“cs，Bel】1“g100083，china)YinxiⅡ出a“g(chlnⅡ^目啪paces⋯⋯dhmqcorporml帅，BejlrIgl(】0830，ckna)AbSt眦t：AccoIdingtohypersonicvehicle’sdens畸Ⅱ10del，dyna

4、11icmodel，areodyna眦cforcemodelsaI】dtheande

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6、toobtain矗rstmdernecess8rycondition．Acombinedopt；maJappm∞hinclud—i“gcha“gi“g·regio“学enea【go而thmandnelder_meadsimplexmethoda工ldneighbod“g帆tremmetllodwe

7、rep。叩osedt0elploretwopointbound8ryvalu8problem．Firstlytll。geⅡea190打thmandsimplexme山odwasusedtogetth。90aloptimalsolutionandthe“gainedlheminitialvaIuewhichissatisnedwithst打ctlyterIllinalconst商ntsbyneighbor·i“gextremfnethod．By叩tiⅡ矗zi”gahyPersonicvehiclecase，optimaltr

8、日jectoryandthecurveconve。铲ntwasgained，andtheresllltwascor“pa弛dwiththe删ghtscheme0fm缸imizingthemteofliftandd‘ag，thera“geob“n—i“gby。ptimalcontrolislo“gerthanthaLbyIheni曲tschenle0fInaxi血zingtheraleofliftandd’ag．Keywords：tr日jectory；optjmization；optirnalcontml8ysterlls；

9、geneticalgodthms；hypersonicvehicle；TPBVP飞行器的再人飞行足研究飞行器再人大气层的运动规律．这里研究的滑行飞行就属于再人飞行．而求解最大滑行飞行问题中的一个关键问题是要求解两点边值问题．文献[1]求解了带约束的高超声速飞行器的周期最优航迹，提出了解决最优控制中两点边值问题的方法．文献[2]对高超声速飞行器进行了燃料最少航迹优化，将整个弹道分为上升段和精行段，提出了滑行的概念并通过求解两点边值问题得到了有约束的最大滑行航迹．文献[3]用二阶梯度方法和奇异摄动方法求解了近程导弹最大滑行优化

10、航迹．文献[4]用二阶梯度方法和奇异摄动方法求解了近程导弹三维空问的最大滑行优化航迹．文献[5]总结了求解最优航迹的理论和方法，并提出了用邻近极值法求解边收稿日期：2005—06_06作者简介：周浩(1976一)，男，1胡南宁乡人，博上生，zhouha0@sah啪一kcn万方数据514北京航空航天大学学