重复使用运载器末端区域能量管理段三维制导轨迹在线推演研究

兵工学报 ›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (1): 41-47.

重复使用运载器末端区域能量管理段三维制导轨迹在线推演研究

张军，黄一敏，杨一栋

(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016)

收稿日期:2009-06-04 修回日期:2009-06-04 上线日期:2014-05-04
通讯作者: 张军 E-mail:jeffery7972@sina.com
作者简介:张军(1978—)，男，博士研究生

Research of Onboard 3-D Guidance Trajectory Propagation of Terminal Area Energy Management for RLVs

ZHANG Jun， HUANG Yi-min， YANG Yi-dong

(College of Automation Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 210016， Jiangsu， China)

Received:2009-06-04 Revised:2009-06-04 Online:2014-05-04
Contact: ZHANG Jun E-mail:jeffery7972@sina.com

摘要/Abstract

摘要： 研究了重复使用运载器（RLV）末端区域能量管理段（TAEM）三维制导轨迹在线推演算法。研究了重复使用运载器（RLV）末端区域能量管理段（TAEM）三维制导轨迹在线推演算法。根据RLV当前动压、位置和航向，规划动压参考剖面和横侧向参考轨迹，采用基于高度的质点动力学方程在线推演出满足过载、动压约束以及终点动压、位置和航向要求的三维轨迹。横侧向参考轨迹规划分为2个阶段，即消除横向位置误差兼顾减小纵向位置误差阶段和消除纵向位置误差阶段，提出了组合使用3种模态消除纵向位置误差的新方法。对于三维轨迹推演，提出了采用航迹倾斜角补偿法二次推演三维轨迹的新算法，修正终点位置误差超过自动着陆（ALI）容许范围的三维制导轨迹，使误差进入容许范围。仿真计算结果显示，该三维轨迹在线推演算法具有快速、准确、对初始点位置和航向分布鲁棒性强的特点。

关键词: 飞行器控制、导航技术, 重复使用运载器, 末端区域能量

Abstract: An onboard 3-D guidance trajectory algorithm of terminal area energy management

Key words: control and navigation technology of aerocraft, reusable launch vehicle, termi

中图分类号:

V249

张军，黄一敏，杨一栋. 重复使用运载器末端区域能量管理段三维制导轨迹在线推演研究[J]. 兵工学报, 2010, 31(1): 41-47.

ZHANG Jun， HUANG Yi-min， YANG Yi-dong. Research of Onboard 3-D Guidance Trajectory Propagation of Terminal Area Energy Management for RLVs[J]. Acta Armamentarii, 2010, 31(1): 41-47.

参考文献

［1］ Brinda V，Arora R K，Janardhana E. Mission analysis of a reus
able launch vehicle technology demonstrator (RLV-TD)［C］∥AIAA/CIRA 13th Inter
national Space Plants Hypersonics Systems and Technologies，US：American institu
te of aeronautics and Astronautics，2005，（3）：2-7.
［2］ Moore T E. Space shuttle entry terminal area energy management［M］.
US：National Aeronautics and Space Administration，1991.
［3］ Horneman K R，Kluever C A. Terminal, area energy management trajector
y planning for an unpowered reusable launch vehicle［C］∥AIAA Atmospheric Fligh
t Mechanics Conference and Exhibition，2004，（8）：5-9.
［4］孙春贞，黄一敏，郭锁凤.重复使用运载器末端能量管理段轨迹线设计［J］
.系统工程与电子技术，2007，29(6)：910-914.
SUN Chun-zhen，HUANG Yi-min，GUO Suo-feng. Trajectory design for terminal are
a energy management of reusable launch vehicle［J］.Systems Engineering and Elec
tronics，2007，29(6)：910-914.（in Chinese）
［5］孙春贞，黄一敏. 重复使用运载器末端区域能量管理轨迹鲁棒性分析［J］.
兵工学报，2008，29(3)：369-373.
SUN Chun-zhen，HUANG Yi-min. Robustness analysis of terminal area energy manag
ement trajectory for reusable launch vehicle［J］.Acta Armamentarii，2008，29(3)
：369-373. （in Chinese）
［6］ Barton G H，Grubler A C，Dyckman T R. New methodologies for onboard g
eneration of TAEM trajectories for autonomous RLVs［M］. Cambridge：The Charles
Stark Draper Laboratory，2002.
［7］ Barton G H, Tragresser S G. Autolanding trajectory design for the X-
34［C］∥AIAA Atmospheric, Flight Mechanics Conference and Exhibit，Portland：OR
，1999：3-5.
［8］ Grubler A C. New methodologies for onboard generation of terminal are
a energy management trajectories for autonomous reusable launch vehicle［D］. Ca
mbridge：Massachusetts Institute of Technology，2001.
［9］沈宏良，龚正. 航天飞机末端能量管理段在线轨迹设计方法［J］.宇航学
报，2008，29(2)：430-433.
SHEN Hong-liang，GONG Zheng. Methodology of onboard trajectory design for space
shuttle terminal area energy management phase［J］. Journal of Astronautics，20
08，29(2)：430-433.（in Chinese）

[1]	张民，陈亮，陈欣. 基于简便约束粒子群优化算法的空空导弹μ-PID控制器设计[J]. 兵工学报, 2017, 38(1): 89-96.
[2]	胡东方，姬源浩. 基于灰关联决策的模块化光电吊舱可靠性分析[J]. 兵工学报, 2016, 37(8): 1506-1516.
[3]	张松, 侯明善. 飞行器轨迹优化的造型降维方法[J]. 兵工学报, 2016, 37(6): 1125-1130.
[4]	李强，卢宝刚，王晓辉，王永海，庄凌. 一种导弹终端侵彻多约束最优制导方法[J]. 兵工学报, 2016, 37(6): 1131-1137.
[5]	张翼飞，董受全，毕开波. 基于Hough变换和聚类的舰艇编队队形识别算法[J]. 兵工学报, 2016, 37(4): 648-655.
[6]	王红辉，杨绍卿，吴成富，郝峰，车晓涛. 旋转矢量在高动态全姿态飞行器运动方程中的应用[J]. 兵工学报, 2016, 37(3): 439-446.
[7]	张尧，郭杰，唐胜景，商巍，张浩强. 机动目标拦截含攻击角约束的新型滑模制导律[J]. 兵工学报, 2015, 36(8): 1443-1457.
[8]	李成，李建勋，童中翔，贾林通，张志波. 红外成像制导末端局部图像识别跟踪研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(7): 1213-1221.
[9]	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.
[10]	范世鹏，林德福，姚怀瑾，路宇龙，祁载康. 基于最优二次型理论的滚转导弹三回路驾驶仪设计与研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(5): 831-838.
[11]	鲁天宇，尹健，杜肖，夏群利. 虚位技术对相控阵雷达导引头制导性能的影响[J]. 兵工学报, 2015, 36(12): 2262-2268.
[12]	胡钰，王华，任章. 模糊变结构在可重复使用运载器再入轨迹跟踪上的应用[J]. 兵工学报, 2015, 36(10): 1899-1906.
[13]	唐传林，黄长强，杜海文，黄汉桥，丁达理，罗畅. 无人作战飞行器编队协同攻击轨迹规划研究[J]. 兵工学报, 2014, 35(4): 523-530.
[14]	国海峰，丁达理，吴文超，刘尧林. 多无人机远距突防协同目标搜索决策[J]. 兵工学报, 2014, 35(2): 248-255.
[15]	孙明玮，张利民，陈增强. 导弹三回路过载驾驶仪设计频带的灵敏度分析方法[J]. 兵工学报, 2014, 35(12): 2023-2029.