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关于最佳轨道引论(49)
1
作者 竺苗龙 《青岛大学学报(自然科学版)》 2025年第2期1-3,9,共4页
完善了文献[1]-[4]中的一些结论。
关键词 火箭 轨道 火星
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有限测控条件下的运载火箭弹道规划研究
2
作者 梁纪秋 曹喜滨 +4 位作者 韩通 张作启 刘源 彭威 黄雷 《工程力学》 北大核心 2025年第6期252-258,共7页
在运载火箭快速响应与应急发射使用条件下,围绕可能出现的测控资源不足情况,为提高火箭的使用适应性,对运载火箭飞行弹道规划进行研究。对于地基测控,将可用测控弧段作为优化目标,在满足航落区安全性、运载能力要求等前提下对火箭飞行... 在运载火箭快速响应与应急发射使用条件下,围绕可能出现的测控资源不足情况,为提高火箭的使用适应性,对运载火箭飞行弹道规划进行研究。对于地基测控,将可用测控弧段作为优化目标,在满足航落区安全性、运载能力要求等前提下对火箭飞行程序和弹道进行优化;对于天基测控,通过设计合理的程序角使得测控天线指向最优,建立最佳通信链路。上述方法能够提高测控资源利用效率,有效扩大测控弧段。仿真结果表明该方法正确有效,为测控资源不足条件下的运载火箭弹道规划提供理论指导。 展开更多
关键词 运载火箭 快速响应 测控资源不足 弹道规划 可用测控弧段
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基于混合算法的运载火箭总体/弹道优化设计
3
作者 胡万林 彭威 +3 位作者 常子原 郑亚茹 韩通 丁佳欣 《航天技术与工程学报》 2025年第3期71-77,共7页
针对固体运载火箭总体方案论证过程中的优化设计问题,构建固体运载火箭总体参数/弹道耦合计算模型。借鉴模拟退火算法的降温策略改进传统遗传算法,并与序列二次规划算法串联,构造一种更为高效、精准的混合优化模型。在运载能力不变的情... 针对固体运载火箭总体方案论证过程中的优化设计问题,构建固体运载火箭总体参数/弹道耦合计算模型。借鉴模拟退火算法的降温策略改进传统遗传算法,并与序列二次规划算法串联,构造一种更为高效、精准的混合优化模型。在运载能力不变的情况下,以运载火箭起飞质量最小为优化目标,对固体运载火箭各级发动机装药量及弹道控制参数进行优化。计算结果表明,混合算法对固体运载火箭总体参数以及飞行轨迹进行了显著的优化,具有全局寻优与局部快速收敛的特性,相比初始方案全箭起飞质量减少了7.8%,各级发动机能量得到了更优的配置。该方法可在固体运载火箭方案论证之初提供设计参考依据。 展开更多
关键词 固体运载火箭 总体优化设计 混合优化算法 改进遗传算法 序列二次规划算法
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面向多星异轨部署的航天发射任务规划方法
4
作者 刘鹰 吴枫 +1 位作者 彭威 闫海平 《航天技术与工程学报》 2025年第3期91-100,共10页
针对微小卫星多轨道面规模部署需求,本文提出了面向多星异轨部署的航天发射任务规划方法,设计了涵盖轨道转移计算、火箭弹道规划、发射任务编组的航天发射任务规划流程,构建了部署需求与发射策略间的映射关系,能够在卫星、火箭等资源约... 针对微小卫星多轨道面规模部署需求,本文提出了面向多星异轨部署的航天发射任务规划方法,设计了涵盖轨道转移计算、火箭弹道规划、发射任务编组的航天发射任务规划流程,构建了部署需求与发射策略间的映射关系,能够在卫星、火箭等资源约束条件下,通过仿真分析给出满足不同时限要求的“一箭多星单轨部署、一箭多星跨轨部署”组合式集群发射方案,解决了不同目标下“多星、多箭、多场”航天发射任务编组优化问题。 展开更多
关键词 多星异轨部署 发射任务规划 轨道转移计算 火箭弹道规划
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扰动引力场中机动突防导弹落点精确预报方法 被引量:1
5
作者 王磊 周祥 +2 位作者 赵卫虎 程先哲 郑伟 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1090-1096,共7页
针对弹道导弹大机动突防后精确制导面临的落点预测需求,提出了一种考虑高阶扰动引力影响的导弹落点解析预报模型。将落点预报问题分解为标准落点预报和落点偏差预报两部分,标准落点预报由二体椭圆轨道理论解析求解,落点偏差预报通过构... 针对弹道导弹大机动突防后精确制导面临的落点预测需求,提出了一种考虑高阶扰动引力影响的导弹落点解析预报模型。将落点预报问题分解为标准落点预报和落点偏差预报两部分,标准落点预报由二体椭圆轨道理论解析求解,落点偏差预报通过构建的状态空间摄动模型进行求解。基于球谐函数换极法建立高阶扰动引力矢量在轨道柱坐标系中的表达式,并推导得到由F函数和G函数等两类核函数组成的落点偏差预报解析模型以及F函数和G函数的递推公式。该模型无需射前准备工作,相对已有方法具有使用灵活、鲁棒性好等特点。数值仿真结果表明本文提出的落点预测模型残差均值为11.2 m,相对误差小于0.1%,预测耗时小于100 ms,能够为制导算法设计提供支撑,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 弹道导弹 机动突防 落点预测 解析摄动理论 扰动引力场
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一种基于伪谱法的助推-补能跳跃滑翔轨迹优化方法 被引量:1
6
作者 雍恩米 魏桐 +2 位作者 刘深深 陈琦 余婧 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期893-902,共10页
针对大气层边缘补能-跳跃滑翔运动,建立了一种助推-补能跳跃滑翔全程空间运动模型以及补能滑翔段无量纲运动方程。提出了一种基于Gauss伪谱法的动态分段串行优化策略,可对助推段俯仰程序角、补能-跳跃滑翔段飞行攻角、倾侧角以及补能时... 针对大气层边缘补能-跳跃滑翔运动,建立了一种助推-补能跳跃滑翔全程空间运动模型以及补能滑翔段无量纲运动方程。提出了一种基于Gauss伪谱法的动态分段串行优化策略,可对助推段俯仰程序角、补能-跳跃滑翔段飞行攻角、倾侧角以及补能时刻等轨迹控制变量进行求解,实现含连续/离散控制变量的轨迹优化一体化设计。分别对助推-补能跳跃滑翔和助推-拟平衡滑翔轨迹优化开展仿真,验证了针对补能-跳跃滑翔轨迹的分段串行优化策略的有效性,同时分析了相同助推规模和飞行器质量条件下,补能跳跃轨迹相较拟平衡滑翔轨迹在增大飞行时间、航程和机动过载能力上更具优势。 展开更多
关键词 补能-跳跃滑翔 GAUSS伪谱法 轨迹优化 拟平衡滑翔 突防
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基于弱稳定边界理论的低能地月转移轨道设计
7
作者 李宸硕 田百义 +2 位作者 王义宇 张泽旭 徐田来 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1135-1145,共11页
针对弱稳定边界轨道求解困难、模型复杂、对初值的敏感程度较高等问题,提出了一种基于弱稳定边界的地月低能转移轨道设计方法,通过一种双层优化算法求解流形拼接问题,实现航天器低能地月转移。首先计算地月L2点Halo轨道及不变流形;随后... 针对弱稳定边界轨道求解困难、模型复杂、对初值的敏感程度较高等问题,提出了一种基于弱稳定边界的地月低能转移轨道设计方法,通过一种双层优化算法求解流形拼接问题,实现航天器低能地月转移。首先计算地月L2点Halo轨道及不变流形;随后将其与日地系统Halo轨道的不变流形进行拼接,计算离散流形拼接点,根据离散流形拼接点的速度和位置选择优化初值;最后建立流形拼接的优化模型,优化求解得到双圆限制性四体模型下的转移轨道。仿真结果表明,该轨道设计方法转移所需的能量较低,并满足多种约束条件,可为未来地月探测低能轨道设计提供参考。 展开更多
关键词 弱稳定边界理论 地月低能转移轨道 不变流形拼接 双层优化
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拦截高超声速飞行器的微分对策制导律 被引量:1
8
作者 杜雪松 张东俊 诸葛浩 《航天控制》 CSCD 2024年第3期29-34,共6页
针对目前高超声速飞行器难以拦截的问题,提出了微分对策制导律。首先,建立了三维空间两方空中对抗模型,提出了最优性能指标,根据状态依赖指标得到的实时更新的Riccati方程进行最优策略的实时解算。分别采用了较为精确的Schur法和近似计... 针对目前高超声速飞行器难以拦截的问题,提出了微分对策制导律。首先,建立了三维空间两方空中对抗模型,提出了最优性能指标,根据状态依赖指标得到的实时更新的Riccati方程进行最优策略的实时解算。分别采用了较为精确的Schur法和近似计算但速度较快的θ-D法求解Riccati方程,得到了两种微分对策制导律。在目标蛇形机动作战情景下对传统比例导引法和微分对策法进行仿真分析。比较性能指标,得出微分对策法在面对高速机动目标时效果优于比例导引法的结论。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 空中对抗 微分对策 RICCATI方程
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关于最佳轨道引论(48) 被引量:1
9
作者 竺雪君 竺苗龙 《青岛大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期1-2,14,共3页
完善了文献[1]中的一些结论。
关键词 火箭 轨道 火星
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捆绑火箭全箭动力学特性研究 被引量:35
10
作者 王建民 荣克林 +2 位作者 冯颖川 林红 李双 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期821-826,共6页
捆绑火箭较非捆绑火箭的动力学特征有很大的不同,而以往对捆绑火箭的动力学特征缺少足够的认识,火箭的POGO设计和姿控稳定设计对全箭模态的考虑仍沿用单维的思路。对捆绑火箭全箭动力学特性进行了研究。针对一个典型的捆绑火箭,采用试... 捆绑火箭较非捆绑火箭的动力学特征有很大的不同,而以往对捆绑火箭的动力学特征缺少足够的认识,火箭的POGO设计和姿控稳定设计对全箭模态的考虑仍沿用单维的思路。对捆绑火箭全箭动力学特性进行了研究。针对一个典型的捆绑火箭,采用试验和计算相结合的技术途径,得到了捆绑火箭的动特性。通过对捆绑火箭的模态分布特点进行总结,给出了捆绑火箭横、纵、扭模态相互耦合的特征。提出了捆绑火箭姿控稳定设计和POGO设计必须基于三维模态的思想。 展开更多
关键词 捆绑火箭 结构动力学 有限元 POGO
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基于自抗扰的运载火箭主动减载控制技术 被引量:25
11
作者 杨伟奇 许志 +1 位作者 唐硕 张莹莹 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期130-138,共9页
针对运载火箭穿越大风区的减载控制技术进行研究,首先对攻角反馈和加表反馈2种减载技术进行理论研究和仿真分析,得出2种方案对火箭减载都存在一定的局限性。因此引入自抗扰控制器(ADRC)技术并针对飞行减载控制对其进行改进,一方面通过... 针对运载火箭穿越大风区的减载控制技术进行研究,首先对攻角反馈和加表反馈2种减载技术进行理论研究和仿真分析,得出2种方案对火箭减载都存在一定的局限性。因此引入自抗扰控制器(ADRC)技术并针对飞行减载控制对其进行改进,一方面通过状态观测器将误差补偿引入自抗扰回路;另一方面改进了自抗扰控制器中的控制律,并推导证明了新的控制律下自抗扰控制器抑制风载干扰的能力,给出了控制方程中增益的选择方法。最后以某型液体运载火箭为例在考虑其弹性振动和液体晃动条件下对比了几种方案的减载效果,仿真结果表明改进后的自抗扰控制器使飞控系统抗干扰能力增强,增大了控制律中增益选择范围,有效提高了运载火箭的减载效果,具有很强的工程应用价值。 展开更多
关键词 运载火箭 飞行风载 反馈控制 自抗扰控制器 控制律
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基于物理规划的高超声速飞行器滑翔式再入轨迹优化 被引量:25
12
作者 雍恩米 陈磊 唐国金 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1091-1097,共7页
轨迹优化是新型高超声速滑翔式再入飞行器方案设计的关键技术之一。物理规划方法能够以较低的计算代价获得设计者偏好的多目标优化问题的折中解。基于该方法研究滑翔式再入最优飞行轨迹。首先介绍物理规划方法求解多目标优化问题的数学... 轨迹优化是新型高超声速滑翔式再入飞行器方案设计的关键技术之一。物理规划方法能够以较低的计算代价获得设计者偏好的多目标优化问题的折中解。基于该方法研究滑翔式再入最优飞行轨迹。首先介绍物理规划方法求解多目标优化问题的数学模型,然后将考虑射程最大、热载最小、热流密度峰值最小和弹道最稳定4个目标的再入最优轨迹问题纳入物理规划的框架求解。以某带翼锥形再入飞行器为例,通过计算并分析单目标优化结果,确定具体的偏好结构,采用遗传算法求解了考虑热流、过载、动压和终端条件约束的多目标最优轨迹。优化计算结果验证了物理规划方法的有效性。分析了沿最优轨迹飞行的物理原因和基本迎角控制规律,可为滑翔式再入飞行器的最优轨迹方案设计提供依据。 展开更多
关键词 多目标轨迹优化 物理规划 遗传算法 高超声速飞行器 滑翔式再入
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基于高斯伪谱方法的再入飞行器预测校正制导方法研究 被引量:40
13
作者 水尊师 周军 葛致磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1249-1255,共7页
为了提高再入制导的适应性和鲁棒性,提出了一种最优预测校正制导方法。根据伪谱方法将再入动力学微分方程约束转换为代数方程约束,将制导问题转换为不需要积分弹道的最优规划问题,利用Gauss伪谱法收敛速度快、精度高的特点,设计了航路... 为了提高再入制导的适应性和鲁棒性,提出了一种最优预测校正制导方法。根据伪谱方法将再入动力学微分方程约束转换为代数方程约束,将制导问题转换为不需要积分弹道的最优规划问题,利用Gauss伪谱法收敛速度快、精度高的特点,设计了航路点间分段优化的伪谱自适应鲁棒再入制导律,对制导律的特性进行了分析。数值仿真表明,这种再入制导律对于再入点误差不敏感,具有良好的鲁棒性,仿真表明校正时间很短,具有应用于在线制导的潜力。 展开更多
关键词 再入制导 轨迹优化 预测校正 航路制导
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基于混合粒子群算法的上升段交会弹道快速优化设计 被引量:8
14
作者 李振华 鲜勇 +2 位作者 雷刚 张大巧 刘炳琪 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3029-3034,共6页
基于梯度搜索的高效性和粒子群搜索的随机性,提出了一种混合粒子群算法,并应用该算法研究了运载火箭上升段交会弹道快速优化设计问题.以运载火箭与目标飞行器在交会时刻的距离最小为目标函数,设计了运载火箭飞行程序,建立了运载火箭上... 基于梯度搜索的高效性和粒子群搜索的随机性,提出了一种混合粒子群算法,并应用该算法研究了运载火箭上升段交会弹道快速优化设计问题.以运载火箭与目标飞行器在交会时刻的距离最小为目标函数,设计了运载火箭飞行程序,建立了运载火箭上升段交会弹道优化模型,同时分别采用混合粒子群算法、遗传算法和粒子群算法进行求解.仿真结果表明:基于本文算法对运载火箭上升段交会弹道进行优化设计,平均交会位置误差为4.137m,较遗传算法减少了17.940m,平均优化耗时488.922s,较粒子群算法缩短了2 342.125s.混合粒子群算法搜索速度较快,收敛精度较高,可用于运载火箭上升段交会弹道的快速优化设计. 展开更多
关键词 混合粒子群算法 运载火箭 飞行程序 交会弹道 快速优化
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基于组合优化算法的临近空间飞行器轨迹优化 被引量:9
15
作者 晁涛 王松艳 +1 位作者 杨明 王子才 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期183-189,共7页
提出一种临近空间飞行器轨迹优化方法,利用基于支持向量机与遗传算法的组合优化算法,解决多约束条件下的高效轨迹优化问题。首先,建立临近空间飞行器轨迹优化数学模型。然后,通过参数化方法和惩罚函数法将轨迹优化问题转化为约束参数优... 提出一种临近空间飞行器轨迹优化方法,利用基于支持向量机与遗传算法的组合优化算法,解决多约束条件下的高效轨迹优化问题。首先,建立临近空间飞行器轨迹优化数学模型。然后,通过参数化方法和惩罚函数法将轨迹优化问题转化为约束参数优化问题。在此基础上,提出一种求解无约束参数优化问题的组合优化算法,通过支持向量机对遗传过程中产生的种群进行分类,提高基本遗传算法的计算效率,结合轨迹优化数学模型,给出轨迹优化算法。最后,以临近空间飞行器航程最远轨迹优化问题为例,进行数学仿真分析。仿真结果表明,针对给定的算例,文中提出的方法与基于基本遗传算法的轨迹优化方法相比,计算效率显著提高。 展开更多
关键词 临近空间飞行器 轨迹优化 支持向量机 遗传算法
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三维自主再入制导方法 被引量:10
16
作者 郭继峰 傅瑜 崔乃刚 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期688-694,共7页
基于阻力加速度-能量剖面设计,提出一种新的三维自主再入制导方法.该方法的阻力加速度-能量剖面由再入走廊上边界和下边界内插得到,倾侧角采用两次反转模式,轨迹规划同时考虑了飞行器的纵向和横向运动,并具有在线生成三维轨迹的能力.最... 基于阻力加速度-能量剖面设计,提出一种新的三维自主再入制导方法.该方法的阻力加速度-能量剖面由再入走廊上边界和下边界内插得到,倾侧角采用两次反转模式,轨迹规划同时考虑了飞行器的纵向和横向运动,并具有在线生成三维轨迹的能力.最后对制导方法的适应性进行了仿真分析,仿真结果表明给出的再入制导方法能适应不同情况的再入,使飞行器在具有较好轨迹特性的同时以较高的精度到达末端能量管理界面. 展开更多
关键词 再入飞行器 再入制导 再入走廊 三维轨迹规划 轨迹跟踪
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基于T-H方程的卫星轨迹模型参考输出跟踪控制方法 被引量:14
17
作者 付艳明 李伟 段广仁 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期496-502,共7页
当目标卫星沿椭圆轨道运行时,描述追踪星与目标星相对运动的线性化方程为T-H方程。将描述航天器相对运动的T-H方程变换为周期系统的状态空间形式,并给出卫星轨迹跟踪控制问题的数学描述。基于周期系统的参量Lyapunov方法和模型参考跟踪... 当目标卫星沿椭圆轨道运行时,描述追踪星与目标星相对运动的线性化方程为T-H方程。将描述航天器相对运动的T-H方程变换为周期系统的状态空间形式,并给出卫星轨迹跟踪控制问题的数学描述。基于周期系统的参量Lyapunov方法和模型参考跟踪控制理论,提出了卫星轨迹跟踪控制器的设计方法。利用该方法设计了带有收敛速率保障的反馈镇定控制器和具有自由参数的前馈控制器。对追踪星相对目标星悬停任务进行了数值仿真,仿真结果表明提出的控制方案是有效的。 展开更多
关键词 卫星轨迹跟踪 周期系统 模型参考 悬停
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基于RANS/NLAS的火箭跨声速脉动压力环境预示 被引量:11
18
作者 任淑杰 张收运 闫桂荣 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期418-422,共5页
为了快速准确地预示大型火箭结构的脉动压力环境,采用雷诺平均N-S方程(RANS)求解流场、非线性噪声求解方程(NLAS)求解声场相结合的技术途径,数值求解了跨声速阶段火箭表面锥柱肩部、船尾倒锥、裙柱部区典型位置处脉动压力,给出了火箭在... 为了快速准确地预示大型火箭结构的脉动压力环境,采用雷诺平均N-S方程(RANS)求解流场、非线性噪声求解方程(NLAS)求解声场相结合的技术途径,数值求解了跨声速阶段火箭表面锥柱肩部、船尾倒锥、裙柱部区典型位置处脉动压力,给出了火箭在不同马赫数条件下的均方根脉动压力系数、声压级等。结果表明,基于RANS/NLAS方法,并应用两方程非线性k-ε湍流模型、远场吸收边界及壁面函数法,可成功地进行火箭跨声速脉动压力环境的预示;船尾倒锥区的脉动压力环境较锥柱肩部、裙柱部区更为严重,且马赫数为0.9~0.975时,船尾倒锥区的脉动压力环境最为严重;脉动压力能量主要集中在低频(100 Hz附近)。 展开更多
关键词 跨声速流 RANS/NLAS 脉动压力 声压级
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基于冲击响应谱的高速火箭橇滑轨路谱分析 被引量:9
19
作者 董龙雷 张静静 赵建平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1170-1174,共5页
为了评估高速火箭橇滑轨的平顺性,提出了一种基于轨道动态响应测量进行动态路谱分析的方法.该方法视火箭橇试验系统为橇轨耦合系统,以滑轨的动态响应作为火箭橇的基础激励条件,通过分析冲击响应谱获得滑轨的路谱特性.试验时选取火箭橇... 为了评估高速火箭橇滑轨的平顺性,提出了一种基于轨道动态响应测量进行动态路谱分析的方法.该方法视火箭橇试验系统为橇轨耦合系统,以滑轨的动态响应作为火箭橇的基础激励条件,通过分析冲击响应谱获得滑轨的路谱特性.试验时选取火箭橇经过滑轨上该点时的加速度响应作为火箭橇的基础激励,得到火箭橇基础激励的加速度响应谱,再将加速度响应谱变换为位移响应谱,最后利用该点的火箭橇通过速度将位移响应谱变换为空间谱,即动态路谱.将该动态路谱作为高速火箭橇滑轨的输入进行实测分析,结果表明:谱密度值为10~10-4mm2·m,不平顺周期集中在0.01~2.50 m-1,采用动态路谱分析方法得到的滑轨不平顺特性与霍洛曼滑轨特性基本一致,可以作为高速火箭橇的随机激励条件。 展开更多
关键词 高速火箭橇 滑轨 路谱 冲击响应谱
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助推-滑翔导弹最大射程优化 被引量:14
20
作者 李瑜 杨志红 崔乃刚 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期53-56,共4页
对助推-滑翔导弹弹道进行数值优化有利于提高综合飞行能力,针对此问题,给出了一种求解其最大射程弹道的整段优化方法,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型.在考虑攻角、法向过载、分离点衔接及落地条件等约束下,应用序列二次规划法求... 对助推-滑翔导弹弹道进行数值优化有利于提高综合飞行能力,针对此问题,给出了一种求解其最大射程弹道的整段优化方法,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型.在考虑攻角、法向过载、分离点衔接及落地条件等约束下,应用序列二次规划法求解了最大射程弹道.结果表明,助推-滑翔导弹比常规弹道导弹射程显著提高,其最优弹道有效地提高了射程和突防能力. 展开更多
关键词 助推-滑翔导弹 弹道优化 序列二次规划
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