论文摘要：升力式再入飞行器制导技术研究

升力式再入飞行器再入制导的基本任务是控制飞行器脱离原来的运行轨道，在大气层内利用气动力沿着符合要求的飞行轨道进行无动力滑翔，并达到飞行任务要求的再入终端状态（高度、速度、地理位置等）。先进的制导技术是保证升力式再入飞行器安全可靠地飞行的关键技术之一。本文首先通过分析升力式再入飞行器飞行过程中面临的法向过载限制、最大热流限制等多种约束，转换为阻力加速度的限制条件，建立了阻力加速度-能量飞行平面内的飞行走廊。在升力式再入飞行器飞行轨道优化中，提出了一种轨道快速优化方法伪谱法：将升力式再入飞行器参考轨道优化问题转化为多维非线性规划问题，并通过伪谱法求解。轨道优化时引入了能量参数，将所有约束转移到阻力加速度-能量平面上来，进而将参考阻力加速度曲线表示成能量的分段线性函数，避免了传统优化过程中的积分计算，大大减少了轨道规划的工作量，提高了优化速度。由于此算法的快速性较好，因此可以用于飞行器实时轨道规划，能提高升力式再入飞行器对任务的适应能力。在升力式再入飞行器制导律研究中，采用反馈线性化方法将非线性跟踪问题转化为线性跟踪问题，建立了系统输出阻力加速度和输入倾侧角之间的一个直接而简单的关系，大大降低了控制的难度，仿真结果表明该反馈线性化跟踪制导律能较好地实现标准轨道跟踪，对初始误差、参数摄动和风向干扰不敏感，鲁棒性较好。综上，本文首先在阻力加速度-能量平面内建立飞行走廊，然后在飞行走廊内规划出一条优化的标准轨道，最后设计反馈线性化的跟踪制导律，并仿真验证了跟踪制导律的良好性能。

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