汪　雷，葛健全，杨　涛，丰志伟，李正楠

(国防科技大学 航天科学与工程学院， 湖南 长沙　410073)



应用边界交叉法的高超声速滑翔飞行器多目标轨迹优化*

汪雷，葛健全，杨涛，丰志伟，李正楠

(国防科技大学 航天科学与工程学院， 湖南 长沙410073)

针对高超声速滑翔飞行器复杂约束条件下多目标轨迹设计问题，基于边界交叉法和伪谱法提出多目标轨迹优化方法。分析高超声速滑翔飞行器复杂约束轨迹优化问题的特点，提出多目标轨迹优化问题。采用边界交叉法和伪谱法将多目标轨迹优化问题转化为一组单目标优化子问题，利用非线性规划算法分别求解。在优化过程中，将已求解子问题的解作为下一个子问题的初始值，求解最大横程和最小峰值热流轨迹优化问题。仿真结果表明：所提方法能够有效搜索到优化轨迹的Pareto前沿，可以为高超声速滑翔飞行器轨迹设计提供参考。

高超声速滑翔飞行器；轨迹优化；多目标优化；边界交叉法；高斯伪谱法

助推-滑翔式飞行器以其增加射程、提高突防能力的独特优势正成为当前的研究热点。弹道优化技术是该类飞行器设计的关键技术之一，其再入弹道设计通常需要同时考虑多个性能指标，如纵程、横程、驻点最大热流、总加热量等。这些目标有些是冲突的，如纵程和射程、纵程和总加热量等。对于这种多个冲突目标的轨迹优化问题，工程中通常采用的方法是选择最重要的目标进行单目标优化，而将其他目标作为约束，或采用加权和方法聚合为一个目标进行优化。……