申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2019-11-07

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN110866308B

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2020.03.31#实质审查的生效;2020.03.06#公开

摘要：本发明涉及高超声速飞行器，具体公开了一种基于动力学逆求解的平衡滑翔弹道自适应规划方法、系统及介质，本发明实施步骤包括：设计满足基本任务要求的几何弹道；基于动力学逆思想确定几何弹道所需的控制量，并映射至飞行约束空间；基于设计的几何弹道及其控制量求解预设的速度解析预测模型；确定各个控制量的设计空间从而得到飞行走廊；基于飞行走廊进行规划可行性判断，若控制量不满足飞行约束或终端状态不满足任务要求，则对几何弹道参数反馈调整并进行迭代；否则结束规划。本发明不仅能够实现对终端速度的有效预测，还可以对过程状态进行良好的预测并实施必要控制，具有实时性和精度兼具的优点。

主权项：1.一种基于动力学逆求解的平衡滑翔弹道自适应规划方法，其特征在于实施步骤包括：1）设计满足基本任务要求的几何弹道；2）基于动力学逆思想确定几何弹道所需的控制量，并映射至飞行约束空间；3）基于设计的几何弹道及其控制量求解预设的速度解析预测模型；4）确定各个控制量的设计空间从而得到飞行走廊；5）基于飞行走廊进行规划可行性判断，若控制量不满足飞行约束或终端状态不满足任务要求，则跳转执行步骤1）并对几何弹道参数反馈调整；否则结束规划并退出；步骤1）中设计的几何弹道的函数表达式如下式所示： 上式中，为换极坐标系下飞行器的地理纬度，为弹道倾角，为换极坐标系下飞行器的地理经度，表示所设计的几何弹道函数；步骤2）的详细步骤包括：2.1）将飞行器看作质点、地球看作匀质圆球，不考虑系统延迟，建立在半速度坐标系中的运动学模型以及动力学模型；2.2）结合运动学模型以及动力学模型，基于设计的几何弹道的几何曲线获取侧向需求控制量，从而得到作为侧向需求控制量的侧向需求升力加速度；2.3）基于平滑滑翔条件获取纵向需求控制量，从而得到作为纵向需求控制量的纵向需求升力加速度；步骤2.1）中运动学模型的函数表达式如下式所示： 上式中，为飞行器到地心的距离，为飞行速度，为飞行器速度相对当地水平面的弹道倾角，为地理经度，为地理纬度，为飞行器相对赤道的航迹偏航角，东偏北为正；步骤2.1）中的动力学模型的函数表达式如下式所示： 上式中，为飞行器到地心的距离，为地球引力常数，是弹道倾角，是飞行器速度，是相对赤道的航迹偏航角，是换极坐标系下飞行器的地理纬度，、、分别为地球自转和空气动力引起的飞行器等效纵向加速度、等效侧向加速度和等效阻力加速度；步骤2.2）中侧向需求升力加速度以及步骤2.3）中纵向需求升力加速度的函数表达式分别如下式所示： 上式中，为地球引力常数，为飞行器到地心的距离，是弹道倾角，是飞行器速度，为附加纵向升力加速度，为所设计的几何弹道函数，为几何弹道函数对的求导结果，为附加侧向升力加速度，为换极坐标系下飞行器的地理经度；步骤3）中速度解析预测模型的函数表达式如下式所示： 上式中，是飞行器速度，为当前飞行速度，为换极坐标系下飞行器的地理经度，为换极坐标系下飞行器的初始地理经度，为地球引力常数，为飞行器到地心的距离，为弹道倾角的初值，为地球自转和空气动力引起的等效阻力加速度，为所设计的几何弹道函数，为几何弹道函数对的求导结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 基于动力学逆求解的平衡滑翔弹道自适应规划方法、系统及介质

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