李伟杰, 沈作军

(北京航空航天大学 航空科学与工程学院, 北京 100191)



基于μ分析的高超声速飞行器再入轨迹评估

李伟杰, 沈作军

(北京航空航天大学 航空科学与工程学院, 北京 100191)

为解决高超声速飞行器再入过程中存在的不确定性问题,将μ分析理论应用到标称再入轨迹的评估中。采用线性稳定储备准则,在密度、升力系数和阻力系数存在不确定性时,对标称轨迹在制导律下的制导稳定性进行了分析;根据所获得的最坏参数组合,采用系统的开环尼克尔斯曲线验证了μ分析的结果;分析了系统所能容纳的最大不确定性参数,并研究了系统对不同不确定性参数的敏感性。结果表明:在密度、升力系数和阻力系数不确定性中,阻力系数对该标称轨迹的鲁棒稳定性影响最为明显。

μ分析; 不确定性; 再入; 线性分式变换

0　引言

高超声速飞行器是指马赫数不低于5的飞行器[1]。高超声速飞行器再入过程中,飞行包线大、飞行环境复杂、飞行高度及马赫数跨度大,气动特性变化剧烈;同时,由于缺乏足够的飞行试验,导致高超声速飞行器再入过程中存在很大的不确定性。因此,必须在各种不确定性存在的条件下,对设计的标称再入轨迹及制导律进行鲁棒稳定性评估。

在传统的制导稳定性评估中,常采用拉偏气动升阻和环境参数的方法,通过再入制导飞行仿真来确定再入轨迹及其制导律对主要不确定参数的适应性。工程上常采用的网格法将不确定性参数表达为参数不确定性并进行网格化,在网格点针对评估准则逐一评估。……