《表4 计算时间对比:高超声速飞行器多约束再入轨迹快速优化》

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《高超声速飞行器多约束再入轨迹快速优化》


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文献[27]考虑到快速打击和轨迹平滑性,引入再入时间和弹道倾角相关指标的加权和作为目标函数。本文在此基础上考虑到轨迹快速优化要求,力求控制量变化平缓,同时为了避免约束条件增多减小可行域,在目标函数中引入航向角相关指标代替在过程约束中增加控制角速率约束,取再入时间、弹道倾角和航向角相关指标三项指标加权和作为目标函数。图7至图8为采用文献[27]中性能指标与本文改进性能指标下对原算例(n=1,p=3)进行的优化对比曲线。图7表明,两种情况下常规过程约束都能被控制在峰值之内,但改进方法使得热流率、法向过载和动压在再入过程中明显低于未改进方法,从而减小了飞行器承受能力,提高了飞行器性能和使用寿命。图8表明改进方法下的控制变量变化曲线较未改进方法平滑,波动明显更小,从而便于控制系统操控,极大地提高了计算效率。表4为采用两种优化方法所需计算时间的对比表,改进方法计算效率较未改进方法大大提高,更加满足再入飞行任务快速规划的需求。