杨 磊，肖天航

(南京航空航天大学 飞行器先进设计技术国防重点学科实验室， 江苏 南京 210016)

6自由度在刚体初始轨迹中的数值研究

杨 磊，肖天航

(南京航空航天大学 飞行器先进设计技术国防重点学科实验室， 江苏 南京 210016)

采用6自由度方法对刚体的运动姿态进行了仿真研究，通过求解刚体的动力学方程和运动学方程确定刚体的质心位置。在分析研究传统求解刚体欧拉角缺点的基础上，采用全角度转换的四元数法求解欧拉角，解决了非全角度转换的四元数法在大攻角情况下转换不准确的问题。对6自由度方法进行了算例验证，结果表明该方法正确、实用，与已有的模型相比具有更好的工程应用价值。

6自由度;欧拉角;四元数;角度转换;机弹分离

在研究物体(如飞行器外挂物、导弹等)6自由度运动姿态[1]时，本文引入“固化原理”，即忽略物体运动时的变形，这样物体的姿态可看作绕各个坐标轴的转动。物体的运动是关于时间的连续性问题，可以通过求解运动刚体的动力学方程和运动学方程确定其质心的运动轨迹。在对刚体运动姿态数值仿真中，一般采用的是方向余弦法和欧拉角法，但方向余弦法求解方程个数众多并涉及矩阵正交优化问题，求解难度大，耗时长；欧拉角法只有在攻角不大的情况下，才有较高的精度，在大攻角的情况下会出现奇点问题，求解结果会有很大偏差。因此需要研究人员研究新的方法描述刚体运动姿态角。……