基于模糊逻辑的国外再入飞行器拟平衡飞行控制方法

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1、2016年第4期导弹与航天运载技术No.42016总第348期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.348文章编号：1004-7182(2016)04-0030-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160408基于模糊逻辑的国外再入飞行器拟平衡飞行控制方法熊伟，洪蓓，严宝峰，胡钰，李佳峰（北京宇航系统工程研究所，北京，100076）摘要：拟平衡飞行过程具有典型的非线性、时变性和不确定性等特点，常规控制方法难以实现拟平衡飞行的高精度在线控制。利用模糊逻辑对数学模型精确性依赖程度低、具有较强逻辑推理的特点，提出基

2、于模糊逻辑的国外再入飞行器拟平衡飞行控制方法，同时利用遗传算法对模糊控制参数进行优化，智能化程度高且具有较强的鲁棒性。仿真结果表明，该方法有效、可行，为解决再入飞行控制提供了新思路。关键词：再入飞行器；模糊逻辑；遗传算法；拟平衡飞行中图分类号：TJ765.1文献标识码：AControlMethodofReentryVehiclesinQuasiEquilibriumFlightPhaseBasedonFuzzyLogicXiongWei,HongBei,YanBao-feng,HuYu,LiJia-feng(BeijingInstituteofAstronau

3、ticalSystemsEngineering,Beijing,100076)Abstract:Thetraditionalcontrolmethodsarenotsuitableforrealizinghigh-precisionon-linecontrolinquasiequilibriumflightphase,becauseofitscharacteristicsoftime-variability,nonlinearanduncertainty.Onthebasisofthefuzzylogiccharacteristicsofindependent

4、onexactmodelsofplantandthestrongabilityforknowledgerepresentandinference,anewcontrolmethodusingfuzzylogicinquasiequilibriumflightphaseisproposed,whichoptimizesthefuzzycontrolparameterssynchronouslybythegeneticalgorithms,andhasgoodintelligenceandrobustness.Thesimulationresultsshowtha

5、ttheproposedcontrolmethodisfeasible,andprovideanewsolvingthinkingofreentryflightcontrolling.Keywords:Reentryvehicles;Fuzzylogic;Geneticalgorithms;Quasiequilibriumflight0引言为零，飞行过程具有典型的非线性、时变性和不确定目前，滑翔式再入飞行器的各项关键技术已经成性等特点。而模糊逻辑不依赖被控对象精确数学模型，为国外的研究热点。从美国的HTV2飞行试验情况来对知识具有综合表达和逻辑推理能力，非常适

6、于设计[4]看，整个再入飞行过程可分为下降段、滑翔段、修正具有鲁棒性和智能性的模糊逻辑控制器。为此本文设段和末制导段。其中，滑翔段是再入飞行的主要阶段，计了一种基于模糊逻辑的拟平衡飞行控制方法，并采决定飞行器的射程，通过滑翔段的控制飞行，使弹道用遗传算法对其中的模糊逻辑控制参数进行优化，将[1]满足滑翔段各种约束条件。因此，滑翔段控制方法的定性和定量集成起来，较好地解决了国外再入飞行器好坏对滑翔式再入飞行器效能具有至关重要的影响。拟平衡飞行在线控制的难题。[2]跳跃滑翔和拟平衡飞行是滑翔段飞行过程中两种典型的飞行模式，拟平衡飞行模式因其避免了弹道的反1弹道计算

7、模型复跳跃，相对于跳跃滑翔模式，气动加热更小，为再将地球视为一匀质圆球体，不考虑地球自转的影入飞行器创造了更好的飞行环境，降低了对再入飞行响。采用文献[5]中给出的动力学模型，该模型简单、[3]直观，具有较强的物理意义。再入飞行器位置参数由器控制系统的设计难度，具有较高的工程实用性。拟平衡飞行模式需要始终控制飞行器的弹道倾角弹下点纬度φ、经度θ和地心距r联合表示，速度参数收稿日期：2015-08-06；修回日期：2015-11-10作者简介：熊伟（1981-），男，高级工程师，主要研究方向为轨道设计第4期熊伟等基于模糊逻辑的国外再入飞行器拟平衡飞行控制方法31

8、[6]由速度矢量模值V、弹道倾角γ及航