基于Battin-Vaughan算法的轨道机动任务规划

研究了空间交会远程导引阶段的轨道机动任务规划。将双冲量空间交会转化为高斯问题进行求解。采用Battin-Vaughan算法对机动初始位置和飞行时间的组合进行遍历计算,并做出机动时间、追踪器初始真近点角、所需特征速度的三维曲面图以及Δv等值线图,进行航天器空间拦截交会的任务规划。仿真结果表明了采用Battin-Vaughan算法求解高斯问题的优越性;对空间拦截交会等飞行任务而言,将绘制和分析Δv等值线图作为任务规划的辅助工具能直观快速的为工程应用提供参考。     

基于物理模型的战场烟幕实时红外仿真

烟幕、灰尘、云、火焰等不规则物体的实时红外仿真技术是战场环境红外图像实时生成的关键技术和难点之一。以烟幕红外仿真为例,首先基于Navier-Stokes方程对烟幕的外形进行了建模,给出了其初始化和边界处理方法;然后基于灰体辐射模型和光线投射算法考虑了烟幕自身辐射和太阳光照射两种因素对烟幕的红外辐射特性进行了建模;最后,利用CUDA并行计算工具对基于物理模型的烟幕红外仿真进行了实现,成功地将红外烟幕嵌入到基于Vega的红外场景中,并对利用Vega粒子系统产生的红外烟幕和基于物理模型的红外烟幕的效果进行了对比。仿真结果表明,基于物理模型的烟幕红外仿真满足实时性需求,且具有真实感强,可控性好的优点。     

RBCC高超声速飞行器上升段轨迹快速优化

针对火箭基组合循环(RBCC)高超声速飞行器上升段轨迹设计所具有的动力系统工作模态复杂、推力与飞行状态存在强耦合、模型强非线性且存在多种复杂约束限制等典型特征,设计了一种基于序列凸优化的RBCC动力上升段轨迹快速优化方法。针对攻角控制系统是否存在二阶滞后情况,分别建立了适用于RBCC高超声速飞行器上升段轨迹优化的数学模型。基于凸优化理论对原优化模型进行凸化和离散化处理,进而设计了改进的轨迹优化求解策略。以末端机械能最大为优化指标,针对攻角控制系统存在/不存在二阶滞后的情况分别进行了上升段轨迹优化仿真。结果表明,所构建模型和轨迹优化方法可以快速、有效地完成RBCC高超声速飞行器上升段轨迹优化,优化结果符合RBCC动力系统工作特点,且可为RBCC动力运用和攻角控制系统设计提供参考。     

垂直发射快速转弯气动力/推力矢量控制研究

研究战术导弹垂直发射快速转弯复合控制技术.针对气动力/推力矢量复合控制技术,提出了战术导弹垂直发射程序转弯方案;建立了导弹的气动力/椎力矢量复合控制数学模型;通过设计线性组合的舵复合策略,将系统由多输入-单输出,转变为单入-单出系统;设计了复合控制回路井进行了回路分析,纵向回路频域特性分析表明,系统具有良好的鲁棒性和动态特性;最后通过弹道的六自由度仿真,验证了所设计的复合控制策略的可行性.     

基于 G-MPSP 算法的非线性制导律研究

针对带有末端多约束的非线性制导问题,运用通用模型预测静态规划（ G-MPSP）算法设计了一种快速求解连续时间系统具有终端落角约束的非线性最优制导律。该算法通过向后迭代求解小维数权矩阵微分方程对控制量进行更新,将动态优化问题转化为静态优化问题,计算效率得以提高。考虑目标以不同的方式机动,仿真结果表明,末端位移偏差小于1.0 m,末端角度约束偏差可控制在0.1°范围内,该制导律能够满足脱靶量和末端角度双重要求,法向过载在整个制导过程中变化平缓。