一种基于能量跟踪的强鲁棒性再入制导方法

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1、2015年第2期导弹与航天运载技术No.22015总第338期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.338文章编号：1004-7182(2015)02-0050-03DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150212一种基于能量跟踪的强鲁棒性再入制导方法刘刚，张广春，刘峰（中国运载火箭技术研究院研究发展中心，北京，100076）摘要：给出一种基于能量跟踪的再入制导方法，用射程能力最低的偏差状态组合工况进行标称轨迹设计，用攻角跟踪能量，倾侧角跟踪高度和横程，对标称轨迹进行跟踪，通过能

2、量耗散满足中、末制导的交接班要求。仿真测试表明，在极限偏差条件下，算法满足制导终端约束和过程约束，是一种适用于实际工程应用的强鲁棒性制导方法。关键词：能量跟踪；能量耗散；再入制导中图分类号：V448.235文献标识码：AStudyonanEnergyTrackingBasedHighRobustReentryGuideMethodLiuGang,ZhangGuang-chun,LiuFeng(R&DCenter,ChinaAcademyofLaunchTechnology,Beijing,100076)Abstract:Ane

3、nergytrackingbasedreentryguidemethodisintroduced.Thestandardreentrytrajectoryisdesignedinthecaseofminimumrangeabilitycausedbycombineddeviation.Thestandardreentrytrajectoryistrackedbytrackingtheenergywithattackangleandtrackingaltitudeandlateralmobiledistancewithbanka

4、ngle.Themiddle/finalguideswitchconditionissatisfiedbyanenergydissipationphase.Simulationshowsthemethodisahighrobustengineeringguidemethodwhichcansatisfytheterminalandcourseconstraintswellinthecaseofultimatedisturbance.KeyWords:Energytracking;Energydissipation;Reentr

5、yguide0引言b）能量过剩，使得飞行器在飞行过程中动压增大，再入制导的制导指令一般为攻角和倾侧角，其制所需的铰链力矩值超出伺服机构单机的最大输出值。导方法一般可分为跟踪标称轨迹的制导和在线制导两这两类问题对于一次特定的飞行任务来说都是致类。前者如航天飞机，采用基于阻力加速度跟踪的制命的问题，因此必须在制导律设计中避免。[1][2]导方式；后者如X-33，采用预测-校正制导方式。本文给出一种基于能量跟踪的再入制导方法，是一种2基于能量跟踪的强鲁棒性再入制导方法适用于实际工程应用的强鲁棒性制导方法。考虑到再入制导过程中能量控制

6、的重要性，本文给出一种基于能量跟踪的再入制导方法，该方法是一1再入制导在工程应用中面临的主要问题种跟踪标称轨迹的制导方法，适用于飞行器的中制导。再入制导除了必须满足制导终端约束和动压、热其制导终端条件为：能量和航向角偏差在给定范围之流、过载等过程约束外，还必须对大参数偏差具有较内。满足了这两个条件，就可以满足大多数飞行器的强适应性。对再入制导影响较大的偏差因素主要包括中、末制导的交接班要求。升力系数偏差、阻力系数偏差、大气密度偏差和风干该制导方法的基本思路是：扰。如40~60km高空的大气密度偏差最大可达30%～a）用最恶劣的

7、偏差状态组合工况进行飞行器的再50%。由于计算方法和试验手段的局限性，目前，对入标称轨迹设计，从而避免射程达不到的问题，即能飞行器的气动力系数预示的偏差一般在10%～20%左量不足问题；右。这些不确定性会对再入制导引起两种问题：b）在制导策略上，用攻角进行能量跟踪，用倾侧a）能量不足，使得飞行器达不到指定射程或横程；角进行高度和横程跟踪，从而对标称轨迹进行全状态收稿日期：2014-05-13；修回日期：2014-07-08作者简介：刘刚（1976-），男，博士，高级工程师，主要研究方向为弹道与制导技术第2期刘刚等一种基于能量跟

8、踪的强鲁棒性再入制导方法51跟踪。侧角对各状态量有如下影响关系：c）在中、末制导交班之前，采用一个能量耗散段，倾侧角绝对值越大、则高度越趋于下降、弹道倾耗散多余的能量，解决能量过剩问题，并通过倾侧角角越趋于减小、横程和航迹角越趋于偏向倾侧角的方反转策略满足航向角偏差要求。向（