椭圆轨道欠驱动航天器编队重构轨迹优化

针对椭圆轨道航天器编队重构问题,提出一种适用于径向或迹向欠驱动工况的最优控制方法。首先,基于椭圆轨道航天器相对轨道动力学模型,分析了径向和迹向欠驱动条件下的系统能控性以及重构任务可行性。其次,将欠驱动编队重构最优控制问题表述为约束轨迹优化问题,并采用高斯伪谱法求解了最优控制轨迹。最后,引入全驱动控制器与欠驱动控制器进行控制性能对比,仿真结果表明,欠驱动控制器可完成与全驱动控制器相同的编队重构任务并保持一定的控制性能,进而避免由推力器故障引起的重构任务失效。     

高超声速滑翔飞行器再入轨迹快速、高精度优化

针对高超声速滑翔飞行器再入轨迹优化问题，提出一种基于稀疏差分法和网格细化技术的快速、高精度求解方法。该方法应用局部配点法将再入轨迹优化问题转化为非线性规划(NLP)问题，从两方面提高轨迹优化的效率和精度。一方面，引入一种高效的稀疏差分法计算NLP的一阶偏导数，提高NLP的求解效率；另一方面，提出一种基于新型广义二分网格的网格细化算法调整离散节点的数量和分布，使得方法能够采用较少的节点数目取得较高的优化精度，从而减小NLP的规模和计算量。应用该方法求解了高超声速滑翔再入轨迹优化问题，仿真结果表明所述方法能够快速生成一条严格满足各种约束的最优三维再入轨迹。在此基础上，研究了滑翔飞行器的再入落点区范围，进一步检验了该方法的有效性。     

基于决策更新的多级火箭弹道重规划技术研究

火箭飞行中出现异常状态时,需要对任务弹道进行重新规划,弹道重规划包括任务决策和轨迹规划2部分内容。设计决策等级以确定任务目标,结合目标轨道根数的约束情况,采用自适应伪谱法规划出满足要求的飞行弹道。通过提高约束条件和求解精度实现决策更新,获得更高决策等级的高精度优化解。仿真结果表明,当火箭出现飞行偏差时,这种方案可以快速完成弹道重规划任务,对异常飞行状态实现一定程度的补救挽回。     

和差信号校相残差对星载自跟踪系统的影响

星载自跟踪系统由于其特殊的工作环境，易产生和差信号的校相残差，从而影响系统跟踪性能，严重时甚至会导致跟踪无法收敛，因此，研究其对自跟踪系统的影响规律，具有实际工程指导意义。由于实际系统具有惯性延时、非线性等特点，无法使用纯数学方法分析和差信号校相残差对自跟踪的影响。本文采用了数学分析结合仿真分析的方法，首先使用数学方法分析了校相残差对无惯性延时理想系统的影响，得到了校相残差对跟踪轨迹、收敛速度的影响规律。然后，结合星载自跟踪系统负载跟踪速度较低的特点，建立并简化了自跟踪系统仿真模型。仿真结果显示，实际系统相对于无惯性延时的理想系统，校相残差的影响更显著，但跟踪轨迹、变化规律相同；同时也验证了理论分析的正确性。结论表明，随着校相残差从零逐渐变大，跟踪轨迹由直线收敛、螺旋收敛、圆形环绕变为螺旋发散直至直线发散；校相残差对自跟踪系统的影响大小主要由控制系统惯性延时和开环增益决定，惯性延时、开环增益越大收敛速度越慢直至发散。     

基于战斗机机动性能的攻击轨迹可飞性检验研究

攻击轨迹是否合理是影响空战胜负的关键因素.针对目前空战中战斗机攻击轨迹可飞性研究比较少,大大影响空战效率的情况,提出了一种基于战斗机机动性能限制的攻击轨迹可飞性检验方法.首先分析了近距空战中战斗机的攻击轨迹,建立了攻击轨迹模型并进行研究,将飞机过载、速度、迎角、侧滑角、舵偏角作为攻击轨迹可飞性检验的指标.最后进行了仿真分析,验证了该方法的有效性和可行性.     

反思我国的中枢轮辐式航线网络建设

早在"九五"期间,中国民航总局即提出了"枢纽"概念,明确了建设大型枢纽机场的发展思路.此后,"中枢轮辐式航线网络(Hub and Spoke System,HSS)规划"作为我国航线网络规划的主体思路,在"十五"、"十一五"期间一直在不断地向前推进.     

钛合金材料切削加工性能探讨

本文通过对钛合金材料整体叶盘、压气机机匣的切削实践,总结了钛合金切削特点、切削刀具材料、刀具结构、钛合金高效切削参数的获取以及提高刀具耐用度和加工效率所采取的工艺对策,希望能起到一些参考作用。     

一种求解轨迹优化问题的改进多分辨率技术

针对轨迹优化多分辨率技术可能发生细化遗漏或者细化失败的缺陷，设计了一种改进多分辨率技术。该方法通过在每次网格细化迭代过程中增加两层高分辨率节点并且引入节点检测算法，确保在轨迹的非光滑区域能够高效、持续地细化网格。针对原始多分辨率技术的初始网格的节点数目存在二进限制的弊端，定义了一种新的广义二分网格，使得多分辨率技术的初始网格节点数目可以为任意奇数。采用多个轨迹优化算例验证了本文方法的有效性并且与其它方法进行了对比。此外，仿真结果还表明，网格充分细化对目标函数影响不大，但是能够更加准确地满足路径约束和终端状态约束。     

组合动力运载器上升段轨迹智能优化方法

针对组合动力水平起飞可重复使用运载器，开展了上升段轨迹优化模型设计与轨迹优化方法研究。首先，针对跨大空/速域飞行须采用多种动力形式协调工作这一问题，考虑动力/气动/轨迹/指标间的复杂耦合关系，建立了运载器动力和气动模型。其次，为降低轨迹优化问题的求解难度，设计了一种全新的飞行剖面，实现了关键优化参数的提取和攻角约束的自动满足，减少了优化算法需要处理的约束数量。然后，提出了一种改进的粒子群优化(PSO)算法完成求解；在收敛性分析的基础上，引入强化学习机制对PSO寻优过程进行自主智能控制，从本质上提升了PSO算法的求解效率。最后通过数学仿真验证了方法的正确性和有效性。     

基于Radau伪谱方法的轨迹优化

研究了导弹在末制导阶段满足多约束条件下的轨迹优化问题。针对传统方法在处理复杂的非线性运动学、动力学约束上存在的困难,提出了一种基于Radau伪谱方法(RPM)的求解策略。首先,给出了考虑导弹速度和空气密度变化、终端和过程约束条件以及2种不同的性能指标函数的最优轨迹优化问题;其次,利用RPM将轨迹优化问题转化为非线性规划问题,采用序列二次规划算法求得最优解;最后,分2种初始条件对最大落角和最大终端速度的轨迹优化问题进行了仿真验证,结果表明:本文方法能够在较短的时间内生成一条满足多种约束要求的高精度的最优轨迹。