高超声速滑翔飞行器全程总红外辐射最小的轨迹优化(特邀)

作     者：徐慧 蔡光斌 穆朝絮 张艳红 李欣 Xu Hui;Cai Guangbin;Mu Chaoxu;Zhang Yanhong;Li Xin

作者机构：火箭军工程大学导弹工程学院陕西西安710025 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 北京市海淀区清河大楼丁7北京100085 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2022年第51卷第4期

页      面：51-63页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61773387 62022061) 

主　　题：高超声速滑翔飞行器 再入轨迹优化 红外辐射 改进鲸鱼算法 蒙特卡洛仿真 

摘      要：为降低高超声速飞行器再入过程中,产生的气动热辐射对红外探测窗口性能的影响,从轨迹优化的角度,以再入飞行全程驻点总红外辐射为目标函数,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)的高超声速飞行器轨迹优化算法。首先,通过Tent混沌映射和控制因子余弦变化改进WOA,改进算法位置更新时的位置指向性,增强算法全局搜索能力;同时,将再入轨迹优化问题转化为控制量剖面参数优化问题,采用倾侧角一次翻转策略,利用普朗克公式计算驻点红外辐射,并设计目标函数,利用阻力加速度再入走廊处理路径约束,采用罚函数法将终端约束同目标函数相结合;最后,利用改进的WOA对设计的控制量剖面进行参数寻优,获得使目标函数最优的解。仿真实验表明:文中改进的WOA能够有效完成全程总红外辐射最小的再入轨迹优化任务,全局搜索能力强,且具有较好的鲁棒性。