马广富，佘智勇

(哈尔滨工业大学航天学院，哈尔滨 150001)

0 引言

高超声速飞行器不同于普通飞机，其具有比普通飞机更高的飞行速度和高度，在稠密大气层内以较高的速度运动，在一系列战略战术武器中具有应用前景的同时，引入了大量的工程技术难题。因此，与其相关的轨迹优化与指导控制问题，近年来受到工程技术人员广泛关注，但现有文献多为高超声速飞行器再入段制导［1］，且多数为采用直接参数优化方法求解最优制导轨迹［2－3］。

本文重点研究以固体火箭发动机为动力系统的高超声速飞行器上升段轨迹优化问题，基于最优控制理论，利用改进型伴随方法，间接解析在线生成最优制导指令。

1 改进型伴随方法

1.1 轨迹优化方法回顾

直接离线方法是近年来飞行器轨迹优化方法的主流［4］，此方法将控制变量进行离散化，同时按照优化准则，直接调整控制变量的值，直至获得满足性能指标要求的最优解，但求解过程需要的先验知识多，计算量大，计算耗时，并易陷入局部极小值，而使优化失败。间接法利用最优理论求解问题［5］，间接求解控制变量，可避免局部极小值的产生，但传统方法收敛速度难以保证，且对协态变量初始值较敏感［6］。与传统利用伴随方法求解最优控制灵敏度问题不同［7］，增强型伴随方法对前述2种方法进行了有机结合，对于具有一定先验知识的初始解，按照间接法逐次迭代，具有收敛精度高、速度快及控制变量平滑等特点。……