高超声速巡航导弹跳跃飞行弹道设计

123456aa · 发表于 2022-5-1 20:56:52

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跳跃式导弹是一个全新的研究方向，对我军装备研制和更新具有很强参考意义和潜在应用价值。本文对高超声速巡航导弹的跳跃飞行弹道的中段进行了优化设计，在有终端约束和过程中的条件约束的前提下，使用已公布的CAV-L飞行器的试验数据，运用粒子群优化算法对中段弹道进行了最大射程的最优控制设计。主要工作有以下几个方面：首先，介绍了飞行器的气动布局、推进系统、发射方式和再入弹道，并对高超声速巡航导弹作出基本选型。其次，介绍了高超声速飞行器的建模，包括坐标系和坐标变化矩阵，大气模型和地球模型，飞行器的受力分析，飞行器的动力学和运动学模型的推导。第三，介绍了在气动外形的详细参数已知的情况下，对高超声速飞行器气动力系数的工程计算方法；并选取的美国波音公司设计的CAV-L模型，对于已经公开的该型号气动力系数的实验数据，用非线性最小二乘法进行参数辨识参，得到改进的气动系数模型。第四，介绍了弹道设计的优化算法，包括最优题目提出，以及间接法、直接法、动态规划法等计算方法，并比较了它们的优缺点和应用领域；通过对智能算法的分析，并比较PSO算法与遗传算法的优劣，最终选择了PSO算法作为解决弹道优化设计的工具；并对PSO算法的实现方法做了介绍。最后，把高超声速巡航导弹的弹道设计题目转化为最大射程的最优控制题目，并使用PSO算法对上述的最优控制题目进行了数值求解。通过Matlab编程实现了这一过程，得到了最优飞行弹道的仿真曲线。通过对仿真曲线的分析，得出结论。

高超声速巡航导弹跳跃飞行弹道设计

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