申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所

申请日：2023-07-20

公开（公告）日：2024-02-23

公开（公告）号：CN116880527B

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D109/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.23#授权;2023.10.31#实质审查的生效;2023.10.13#公开

摘要：本发明公开了高超声速飞行器跳跃滑翔飞行射程最大的控制方法及系统，包括：步骤1，建立高超声速飞行器跃滑弹道的三自由度飞行力学模型；步骤2，改进射程最大跳跃滑翔式飞行弹道计算法，将六个共轭变量初值优化为四个共轭变量初值；步骤3，通过五种不同跃滑弹道控制方法对比分析，得出最大升阻比飞行的射程最大控制方式；采用射程最大跳跃滑翔式飞行弹道计算法对全弹道进行射程最大优化，经优化得到最大升阻比滑翔飞行是实现跃滑弹道射程最大的最优控制方式；步骤4，确定最大升阻比滑翔飞行的边界条件，并用理论解析法证明最大升阻比滑翔飞行是射程最大的最佳控制方式。本发明得到最大升阻比滑翔飞行是实现跃滑弹道射程最大的最优控制方式。

主权项：1.高超声速飞行器跳跃滑翔飞行射程最大的控制方法，其特征在于，该方法包括：步骤1，建立高超声速飞行器跃滑弹道的三自由度飞行力学模型；步骤2，根据所述三自由度飞行力学模型，改进射程最大跳跃滑翔式飞行弹道计算法，将六个共轭变量初值优化为四个共轭变量初值；步骤3，通过多种不同跃滑弹道控制方法的对比分析，得出最大升阻比飞行的射程最大控制方式；在基于所述最大升阻比飞行的射程最大控制方式基础上，采用射程最大跳跃滑翔式飞行弹道计算法对全弹道进行射程最大优化，经优化得到最大升阻比滑翔飞行是实现跃滑弹道射程最大的最优控制方式；步骤4，确定所述最大升阻比滑翔飞行的边界条件，并用理论解析法证明所述最大升阻比滑翔飞行是射程最大的最佳控制方式；六个共轭变量包括终端飞行时间tf、终端飞行速度vf、终端速度倾角θTf、终端航迹偏航角σTf、终端纬度φf和终端经度λf；所述的将六个共轭变量初值优化为四个共轭变量初值，包括：将满足rtf＝Re+hf终端约束条件而停止积分来自动确定飞行时间tf，且直接以射程为优化目标进行优化得到；其中，rtf为地心矢径终端值，Re为地球半径，hf为飞行高度终端值；将六个共轭变量初值中的某一个共轭变量初值设置为1；采用求得另外一个共轭变量初值；其中，Ht0为哈密尔顿函数初值，λi0为共轭函数初值，fi0为右函数初值；这样只需求解四个共轭变量初值，实现将六个共轭变量初值优化为四个共轭变量初值；所述多种不同跃滑弹道控制方法包括以升阻比最大控制飞行、以定攻角控制飞行、以升力最大控制飞行、水平飞行和以阻力最小控制飞行；用理论解析法证明所述最大升阻比滑翔飞行是射程最大的最佳控制方式，包括，证明满足滑翔边界条件时以最大升阻比控制方式飞行射程最远；证明以最大升阻比控制方式飞行时，飞行器保持平飞状态的射程最远；直接以射程为优化目标进行优化得到，包括：直接以射程为优化目标，这样就把射程最大优化控制问题转化成：由于共轭方程为线性微分方程组，因此可令某一共轭变量的初值为1，再由可求得另外一个共轭变量初值，这样就只需求解四个共轭初值变量，当rtf＝Re+hf时，使跃滑弹道的射程最大；从而简化了该优化控制问题。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 高超声速飞行器跳跃滑翔飞行射程最大的控制方法及系统

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