高速滑翔彈拼接虛位移制導(dǎo)方法研究.pdf

1、高速滑翔彈賦予彈道導(dǎo)彈以飛航導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、精度高的特點(diǎn)，有望發(fā)展成為能夠有效應(yīng)對(duì)導(dǎo)彈攔截技術(shù)挑戰(zhàn)的新一代進(jìn)攻武器。但同時(shí)高速滑翔彈較強(qiáng)的橫向機(jī)動(dòng)能力導(dǎo)致其飛行過(guò)程中傾側(cè)角變化幅度較大，縱、側(cè)向回路耦合嚴(yán)重，大大增加了制導(dǎo)控制的難度。傳統(tǒng)的橫、縱向分開的制導(dǎo)策略難以適應(yīng)這種環(huán)境。本文在拼接平衡滑翔軌跡和虛位移的思想基礎(chǔ)上對(duì)高速滑翔彈的三維再入軌跡優(yōu)化和制導(dǎo)展開研究。
　　本文首先基于通用航空飛行器的參數(shù)建立了高速滑翔彈的動(dòng)力學(xué)模型和

2、再入約束條件模型。在此基礎(chǔ)之上分析了不同速度和高度條件下平衡滑翔約束并建立了高速滑翔彈的飛行走廊，分析約束條件對(duì)再入走廊的影響之后確定需將高速滑翔彈的彈道分為初始下降、平衡滑翔和俯沖下壓三段。其次，使用自適應(yīng)偽譜法對(duì)高速滑翔彈初始下降和拼接平衡滑翔軌跡進(jìn)行了優(yōu)化。為了實(shí)現(xiàn)滑翔彈的較大幅度橫向機(jī)動(dòng)，在平衡滑翔段內(nèi)插入若干拼接點(diǎn)將軌跡分為若干段進(jìn)行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明拼接平衡滑翔軌跡滿足各項(xiàng)過(guò)程約束，控制量變換平緩，效果較為理想。再次，引入分

3、析力學(xué)中的虛位移思想，從當(dāng)前制導(dǎo)周期內(nèi)滑翔彈的控制量變化對(duì)整條彈道的影響出發(fā)設(shè)計(jì)了虛位移制導(dǎo)律。仿真結(jié)果表明虛位移制導(dǎo)在標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)存在擾動(dòng)的情況下都能夠達(dá)到較高的制導(dǎo)精度，同時(shí)加入的橫向走廊較好的抑制了控制量的顫振現(xiàn)象。最后，在虛位移制導(dǎo)律的基礎(chǔ)上研究了高速滑翔彈的拼接虛位移制導(dǎo)律設(shè)計(jì)問(wèn)題，解決了高速滑翔段長(zhǎng)時(shí)間以較小的彈道傾角滑翔飛行對(duì)虛位移制導(dǎo)律造成的困難。仿真分析表明拼接虛位移制導(dǎo)能夠達(dá)到較高的精度，在參數(shù)小幅擾動(dòng)的情況下也能將制