基于倾侧角反馈控制的预测校正再入制导方法

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2015.05.009

兵工学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (5): 823-830.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.05.009

基于倾侧角反馈控制的预测校正再入制导方法

赵江，周锐

（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191）

收稿日期:2014-10-15 修回日期:2014-10-15 上线日期:2015-07-09
通讯作者: 赵江 E-mail:jzhao@buaa.edu.cn
作者简介:赵江（1986—），男，博士研究生
基金资助:
国家自然科学基金项目(61273349、61203223)；航空科学基金项目(2013ZA18001)；北京航空航天大学博士生创新基金项目(YWF-14-YJSY-013)

Predictor-corrector Reentry Guidance Based on Feedback Bank Angle Control

ZHAO Jiang， ZHOU Rui

(School of Automation Science and Electrical Engineering，Beihang University，Beijing 100191，China)

Received:2014-10-15 Revised:2014-10-15 Online:2015-07-09
Contact: ZHAO Jiang E-mail:jzhao@buaa.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 针对升力式高超声速飞行器再入滑翔制导问题，提出了一种基于倾侧角反馈控制的预测校正制导方法。该算法不依赖于传统的准平衡滑翔条件（QEGC），能够抑制再入滑翔飞行过程中产生的周期性轨迹震荡现象。纵向制导采用落点预测与指令校正相结合的方法，通过设计倾侧角反馈控制律对飞行器的高度变化率进行实时修正；侧向制导兼顾考虑横程误差和航向角误差对制导指令的影响,设计了一种基于归一化误差走廊的倾侧角反转逻辑，实现了飞行器的侧向运动控制。CAV-H高超声速飞行器制导仿真实例表明, 该制导方法有效地抑制了再入滑翔轨迹的周期性震荡，导引飞行器完成平稳再入飞行。Monte Carlo仿真验证表明，在多种扰动和误差存在的情况下，该制导方法具有良好的鲁棒性。

关键词: 飞行器控制、导航技术, 再入制导, 高超声速飞行器, 预测校正, 倾侧角反馈控制

Abstract: To eliminate the phugoid trajectory oscillation and enforce the thermal protection, a predictor-corrector guidance method based on the feedback bank angle control is proposed for the lifting hypersonic vehicles. The design of the guidance method is independent of the traditional quasi equilibrium glide condition (QEGC) that might be out of work in some specific cases. The longitudinal guidance is first developed by predicting the longitudinal range error and correcting the magnitude of the guidance command. The altitude rate is modified in real time by using the feedback bank angle law. The reversal logic of bank angle is designed for the lateral guidance based on the crossrange error and the heading angle error. The numerical simulations show that the phugoid trajectory oscillations of the hypersonic vehicle can be eliminated without QEGC. The Monte Carlo results of the reentry guidance with random initial dispersion also demonstrate the robustness of the proposed algorithm.

Key words: control and navigation technology of aerocraft, reentry guidance, hypersonic vehicle, predictor-corrector, feedback bank angle control

中图分类号:

V448.235

赵江，周锐. 基于倾侧角反馈控制的预测校正再入制导方法[J]. 兵工学报, 2015, 36(5): 823-830.

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Predictor-corrector Reentry Guidance Based on Feedback Bank Angle Control

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