高超声速临近空间飞行器铰链力矩最小俯冲弹道设计

为解决高超声速临近空间飞行器俯冲段铰链力矩过大问题,给出了一种降低铰链力矩的俯冲弹道设计方法.在建立俯冲弹道优化模型的基础上,利用Gauss伪谱法将弹道优化问题转化为非线性规划问题,进而将其作为极大极小优化问题采用序列二次规划方法进行求解,其中优化的初值由按照最优导引方式生成的初始弹道获得.在普通台式机上耗时约2min,获得的优化弹道铰链力矩峰值下降达67%,并且各种约束条件均可满足,采用美国GAV-H飞行器总体和气动参数进行了铰链力矩最小俯冲弹道仿真,分析了最优俯冲起点的选取策略,结果表明,该铰链力矩最小俯冲弹道设计方法具有可行性.     

导弹落点密集度评估的Bayes风险分析

主要讨论了利用Bayes方法分析落点密集度的评估问题。首先，在考虑试验样本服从正态分布，检验参数(密集度参数)服从逆Gamma分布的前提下，得到检验参数的验后概率密度；然后通过使验后期望损失为最小获得决策域，并制定出评估方案；最后，对Bayes风险进行分析，提出使Bayes风险最小的决策域问题。仿真算例表明：这两种方法得到的决策域比较较近。     

临近空间飞行器滑模控制中的指令参数化方法

为了研究临近空间飞行器滑模控制方法,建立了临近空间飞行器无动力滑翔阶段的纵向运动模型,并应用动态逆方法证明模型是可逆的,且可实现绕质心运动模型的线性化.以动态逆控制为内环,滑模控制为外环,设计了飞行器纵向控制系统.从提高信息利用率和增加控制系统设计自由度的角度出发,提出俯仰角变化率指令参数化计算方法.仿真结果表明:纵向控制系统可以准确跟踪攻角指令,满足控制精度要求;俯仰角变化率指令参数主要影响控制系统的动态响应能力和稳态控制精度.     

低弹道多约束固体火箭能量管理方法研究

针对弹道高度较低且终端状态受多种约束的固体火箭,对传统能量管理方法进行了改进。改进方法增加了基于标准飞行程序的预测步,根据弹道高度较低的特点在计算总视速度模量环节扣除了气动阻力引起的视速度损失,基于终端状态所受的多种约束提出计算需要视速度模量的新方法。仿真结果表明改进方法可以提高能量管理效率、减小速度偏差,验证了在低弹道飞行试验中的实用价值。     

用设定曲线补偿调节阀特性畸变

针对调节阀工作特性畸变造成调节品质下降这一问题，本文提出了通过补偿器设定曲线的方法来补偿调节器节阀工作曲线，以改善调节品质。     

带落角约束的超声速飞行器制导控制一体化设计

针对超声速飞行器末飞行段攻击地面移动目标问题,提出一种带落角约束的制导控制一体化设计方法。联立目标-飞行器三维相对运动方程和飞行器控制系统非线性模型,基于不确定项有界假设建立具有严格反馈形式的制导控制一体化设计模型,将制导控制一体化设计问题转化为高阶非线性时变系统输出调节问题。构建视线角速率动态面向量并利用高频率反馈鲁棒控制方法得到控制系统的虚拟控制量,进而利用块动态面控制方法得到带落角约束的一体化制导控制律。以动态面和滤波误差为基础构建李雅普诺夫函数并证明各动态面和滤波误差的一致有界性。仿真结果表明,该一体化方法能保证飞行器以期望落角精确命中地面移动目标,且飞行器全部状态变量均有界稳定。     

高超声速飞行器高精度载荷抛撒制导方法

为解决高超声速飞行器俯冲段载荷抛撒问题,提出了基于抛撒点弹道参数组合与载荷落点映射关系的高精度载荷抛撒制导方法.采用人工神经网络方法建立了抛撒点弹道参数组合与载荷落点的映射关系,极大地降低了存储量并且提高了在线计算效率.在建立的映射关系基础上,通过设计飞行器向固定点、固定状态导引的制导律,给出了抛撒点固定的载荷抛撒制导方法;为了提高载荷抛撒的灵活性,采用预测-校正思想,给出了抛撒点实时确定的预测-校正载荷抛撒制导方法.CAV-H飞行器的载荷抛撒制导仿真表明,2种载荷抛撒制导方法获得的落点精度分别为300m与17m,所提出的2种制导方法涵盖了载荷抛撒制导的2类主要方案,可互为重要补充,能够为高超声速飞行器俯冲段高精度载荷抛撒提供参考.     

导弹落点密集度评估的Bayes风险分析

主要讨论了利用Bayes方法分析落点密集度的评估问题.首先,在考虑试验样本服从正态分布,检验参数(密集度参数)服从逆Gamma分布的前提下,得到检验参数的验后概率密度;然后通过使验后期望损失为最小获得决策域,并制定出评估方案;最后,对Bayes风险进行分析,提出使Bayes风险最小的决策域问题.仿真算例表明这两种方法得到的决策域比较较近.     

基于UML方法的空间交会GNC仿真系统设计

为提高建模的快速性、可靠性、可维护性和可扩展性,采用面向对象技术对空间交会GNC仿真系统进行分析与设计.该仿真系统采用统一建模语言进行设计,从用户角度对 GNC仿真系统需要实现的功能进行了概念建模,从方案实现角度对交会系统核心对象、类及其相互关系进行了功能建模,另外采用序列图、状态图及协作图对关键的事件、流程及其活动进行了行为建模.仿真系统已得到初步实现,可以支持不同仿真背景,不同建模粒度下的仿真要求,应用结果验证了建模的特点,说明本设计方法具有一定的应用价值.