[发明专利]一种基于解析预测的滑翔飞行器三维再入制导方法

摘要

本发明公开了一种基于解析预测的滑翔飞行器三维再入制导方法，本发明实施步骤包括考虑约束条件构建以纵向升阻比、侧向升阻比和能量为标架的三维飞行走廊，基于预测模型在三维飞行走廊内直接设计飞行剖面，设计合理的倾侧翻转策略，飞行剖面更新，跟踪飞行剖面生成倾侧角指令和攻角指令。本发明以高精度解析模型为基础，综合考虑飞行器目标可达与侧向机动任务需求，在考虑诸多约束条件构建的三维飞行走廊内直接设计飞行剖面和翻转策略，通过剖面跟踪生成攻角与倾侧角指令，从而完成三维再入制导方法的设计，能够保证动力学信息的完整性，充分发挥滑翔飞行器远距离大范围机动条件下的任务自适应能力。

主权项

1.一种基于解析预测的滑翔飞行器三维再入制导方法，其特征在于实施步骤包括：1)考虑滑翔飞行器在飞行过程中热流密度、过载、动压的约束条件以及攻角、倾侧角的约束条件，构建以纵向升阻比、侧向升阻比和能量为标架的三维飞行走廊；2)基于滑翔飞行器运动的预测模型在所述三维飞行走廊内直接设计飞行剖面，所述飞行剖面包括纵向升阻比‑能量剖面LD₁(E)和侧向升阻比‑能量剖面LD₂(E)；3)根据滑翔飞行器的终端交班点是否有进入角度要求确定倾侧翻转策略，并利用滑翔飞行器运动的预测模型求解飞行轨迹确定终端交班点的终端经纬度，获得侧向轨迹控制精度；4)设置迭代终端允许的预测纵程误差和预测侧程误差，模拟滑翔飞行器基于初始飞行剖面飞行，当误差超过预测纵程误差时进行纵向升阻比‑能量剖面LD₁(E)更新使得误差在预测纵程误差内；在完成纵向升阻比‑能量剖面LD₁(E)更新后，模拟滑翔飞行器基于初始飞行剖面飞行，当误差超过预测侧程误差时进行侧向升阻比‑能量剖面LD₂(E)更新；按照飞行剖面设计要求增加或者更新1～2次倾侧翻转节点，完成飞行剖面的更新；5)根据设计的飞行剖面可得参考倾侧角σ_ref，通过跟踪由飞行剖面确定的参考阻力加速度即可实现对侧向升阻比剖面的跟踪得到参考倾侧角变化量Δσ；根据当前高度h和对应的能量E代入升力系数C_L的函数求出参考攻角α_ref，根据纵向反馈系数和速度倾角计算出攻角变化量Δα；将参考倾侧角σ_ref、参考倾侧角变化量Δσ相加后作为倾侧角指令，将参考攻角α_ref、攻角变化量Δα相加后作为攻角指令。