基于三维剖面的再入制导方法研究

作     者：张远龙 

作者单位：国防科学技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈克俊

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：高超声速滑翔飞行器 再入制导 三维剖面 准三维剖面制导 

摘      要：再入制导方法作为大气层内飞行器再入飞行控制的关键技术,一直以来都是各国专家和学者们讨论研究的热点。本文以高超声速滑翔飞行器为研究对象,围绕基于三维剖面的再入制导方法进行了分析研究和仿真验证。首先,通过研究再入飞行的多种过程约束,建立了三维再入走廊模型。同时,在深入分析再入走廊内剖面与轨迹映射关系的基础上,针对传统方法求解覆盖区域存在的缺陷,提出了一种基于阻力剖面快速生成轨迹的覆盖区域快速计算方法。其次,在三维走廊建立和机动能力分析的基础上,提出了一种基于准三维剖面的跟踪制导方法。该方法打破了传统标准剖面设计时采用事先固定攻角方案的思路,通过依次规划并跟踪纵向阻力加速度和侧向加速度剖面获得所需控制量进行制导。最后,在准三维剖面跟踪制导方法的基础上,采用纵向和侧向两个剖面并行设计且彼此约束的策略,研究给出了基于三维剖面的跟踪制导方法。论文拓展了基于标准阻力剖面再入制导方法的研究范畴,将传统二维标准阻力剖面再入制导拓展到三维空间,探索了基于阻力剖面的轨迹规划、剖面设计以及跟踪制导方法的新思路。论文的研究工作对考虑横侧向机动能力需求的高超声速滑翔飞行器再入制导技术的研究与发展具有促进作用。