一种超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法技术

技术编号:42835336 阅读:41 留言:0更新日期:2024-09-24 21:08
本发明专利技术公开了一种超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,涉及航天技术领域,根据超声速飞行器的动力学模型和发动机模型,选取飞行器的飞行航程作为新的自变量,得到新的动力学方程约束;依靠等速飞行的约束条件,将原本五阶的轨迹规划问题降阶处理为四阶的问题进行求解,并通过速度等式,将油门这一控制量转变为求解问题的过程变量,将原始优化问题从五维状态量和两个控制量转化为了四维状态量和一个控制量的问题;为此问题设置最优性能指标,对问题中的非线性约束条件进行凸化和离散技术处理,最后进行凸优化求解。本发明专利技术解决了现有方法无法解决飞行器等速爬升下燃油最省的轨迹规划的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天,特别是涉及一种超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法


技术介绍

1、吸气式超声速飞行器相比于无动力飞行器,其具有机动性更好、执行任务的多样性更高等优势,但超声速飞行器在飞行过程中会受到很多的飞行约束,如气动力与发动机推力之间的强非线性和耦合性,他们影响到了超声速飞行器技术的发展,并且有动力飞行器相比于无动力飞行器,由于多出了发动机推力,使得轨迹优化问题的求解难度变得更大,因此,对超声速飞行器在爬升段的轨迹规划问题的研究一直是轨迹优化问题的一大难点。

2、在传统的爬升段轨迹规划问题中,问题具有5个状态量和2个控制量,往往通过选择将油门控制为最大值,仅将攻角作为控制量进行弹道轨迹规划,但是这种飞行策略不一定是燃油最省的飞行方式,例如在爬升初段需要加大油门,但是在爬升后段就需要减小油门,来控制飞行器能够平稳进入巡航段,而且这种飞行策略由于油门维持在最大值,无法对飞行过程中的速度起到一定的控制作用,该飞行策略主要通过攻角的变化来达到改变速度的目的,而这种控制飞行器速度的方式是有限的,比如这种飞行策略就无法解决飞行器等速爬升下本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,所述S1中动力学模型为:

3.根据权利要求2所述的超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,所述S2中简化后的动力学方程为:

4.根据权利要求3所述的超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,所述S3中方差项J为:

5.根据权利要求4所述的超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,所述S4中凸化处理包括以下分步骤

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【技术特征摘要】

1.一种超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,所述s1中动力学模型为:

3.根据权利要求2所述的超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,所述s2中简化后的动力学方程为:

4.根据权利要求3所述的超声速飞行器等速爬升下燃油节省的轨迹设计方法,其特征在于,所述s3中方差项j为:

5.根据权利要求4所述的超声速飞行器...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵志伟张明环许红羊凡永华王蕊华卜丹怡王璨岳新森张涛凡文帅
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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