高超声速飞行器弹道规划与制导

本书系统介绍助推滑翔高超声速飞行器弹道规划与制导理论及方法，重点围绕高超声速飞行器飞行过程中具备的复杂多约束性、强机动性、强不确定性、高动态性等特点，按照助推段、滑翔段和下压段三个飞行阶段展开弹道规划与制导问题研究。本书可供从事高超声速飞行器总体设计、制导与控制、飞行任务规划等方向研究的科研人员和工程技术人员阅读，也可作为航空宇航科学与技术、控制科学与工程等相关专业研究生的参考用书。

前言
第1章绪论1
1.1高超声速飞行器概述1
1.1.1高超声速飞行器的概念、特点与意义1
1.1.2高超声速飞行器的起源与发展现状5
1.2高超声速飞行器弹道规划与制导概述14
1.2.1飞行阶段划分14
1.2.2各阶段飞行特性14
1.2.3弹道规划与制导特点16
参考文献18
第2章助推弹道设计与制导方法19
2.1助推弹道设计与制导技术综述19
2.1.1关键技术问题19
2.1.2国内外研究现状20
2.2助推运动建模与制导策略23
2.2.1助推运动建模23
2.2.2助推制导策略24
2.3助推弹道快速生成25
2.3.1助推弹道设计25
2.3.2弹道参数迭代计算27
2.3.3仿真分析29
2.4助推多约束弹道优化31
2.4.1助推段弹道优化问题建模31
2.4.2基于RPM的多级助推弹道优化32
2.4.3仿真分析34
2.5助推多约束制导方法36
2.5.1终端高度与当地速度倾角控制模型36
2.5.2能量损耗最小制导律设计38
2.5.3仿真分析39
2.6助推终端能量大范围可调能量管理42
2.6.1终端能量大范围可调制导策略43
2.6.2终端能量大范围可调预测校正制导45
2.6.3仿真分析48
参考文献52
第3章高超声速滑翔弹道优化设计方法54
3.1滑翔弹道优化设计技术综述54
3.1.1关键技术问题54
3.1.2国内外研究现状55
3.2滑翔运动建模与特性分析61
3.2.1运动建模61
3.2.2约束建模及影响分析68
3.2.3运动特性分析73
3.3复杂多约束滑翔弹道优化设计76
3.3.1弹道优化问题的描述76
3.3.2复杂多约束条件下滑翔弹道优化设计77
3.3.3多目标复杂约束滑翔弹道优化设计93
3.4不确定条件下滑翔弹道优化设计101
3.4.1不确定条件下滑翔弹道优化设计基本思想102
3.4.2不确定性因素的数学描述104
3.4.3不确定条件下飞行走廊建模及分析107
3.4.4基于不确定条件下飞行走廊的滑翔弹道优化设计112
3.5对抗条件下的摆式滑翔机动策略129
3.5.1基于EKF的滑翔弹道跟踪130
3.5.2摆式滑翔机动策略设计133
3.5.3仿真分析138
参考文献139
第4章高超声速滑翔制导方法145
4.1滑翔制导技术综述145
4.1.1关键技术问题145
4.1.2国内外研究现状146
4.2航天飞机经典再入制导方法150
4.2.1基本思想与方法150
4.2.2航天飞机经典再入制导方法分析151
4.3复杂约束下基于D-E剖面的滑翔制导方法152
4.3.1滑翔制导问题的描述152
4.3.2基于D-E剖面的滑翔制导方法156
4.4基于三维剖面的滑翔制导方法173
4.4.1三维飞行走廊模型的构建174
4.4.2三维剖面设计方法177
4.4.3三维跟踪器设计180
4.4.4仿真分析181
4.5强不确定条件下滑翔制导方法186
4.5.1鲁棒自适应滑翔制导建模186
4.5.2鲁棒自适应滑翔制导方法191
4.5.3气动参数在线辨识与补偿198
4.5.4仿真分析201
参考文献210
第5章下压弹道设计与制导方法212
5.1下压弹道设计与制导技术综述212
5.1.1关键技术问题212
5.1.2国内外研究现状213
5.2很优比例导引方法216
5.2.1分平面相对运动模型216
5.2.2分平面很优制导律218
5.3下压三维耦合制导方法222
5.3.1三维耦合相对运动建模222
5.3.2三维耦合制导律设计227
5.3.3仿真分析231
5.4下压机动弹道设计233
5.4.1纵向下压弹道设计234
5.4.2侧向机动弹道设计236
5.4.3仿真分析237
5.5下压机动制导策略238
5.5.1下压机动制导建模239
5.5.2遭遇时刻确定的很优机动策略239
5.5.3遭遇时刻不确定的保性能机动策略244
参考文献249
附录252
附录A：高超声速滑翔飞行运动模型252
附录B：一般运动模型与换极运动模型的转换256
附录C：CAV-H模型259
附录D：阻力加速度剖面对应航程及升阻比259
附录E：雅可比矩阵261