发明名称 一种再入飞行器的自适应弹道预测方法
摘要 一种再入飞行器的自适应弹道预测方法,首先计算综合影响因子,计算升阻比修正系数;在弹道预测过程中,根据综合影响因子修正标称大气密度获得修正后的大气密度;在弹道预测过程中,根据升阻比修正系数计算修正后的升阻比,根据修正后的升阻比计算修正后的升力系数;将修正后的大气密度和修正后的升力系数直接用于弹道预测。本发明的弹道预测方法对综合影响因子变化和升阻比的适应性显著增强,提高了弹道预测的准确程度,也提高了预测校正制导算法的准确程度,解决了在气动参数不准确,大气密度不确知,质量烧蚀等因素影响下,弹道预测不准确,甚至导致实际弹道不可达的问题。
申请公布号 CN104627388A 申请公布日期 2015.05.20
申请号 CN201410791081.1 申请日期 2014.12.18
申请人 北京控制工程研究所 发明人 胡军;杨鸣;张钊;董文强;杨俊春
分类号 B64G1/24(2006.01)I 主分类号 B64G1/24(2006.01)I
代理机构 中国航天科技专利中心 11009 代理人 褚鹏蛟
主权项 一种再入飞行器的自适应弹道预测方法,其特征在于,步骤如下:(1)根据公式<img file="FDA0000636732010000011.GIF" wi="362" he="153" />计算大气密度<img file="FDA00006367320100000124.GIF" wi="96" he="90" /><img file="FDA00006367320100000125.GIF" wi="106" he="89" />为阻力加速度,m为飞行器质量、S<sub>t</sub>为参考面积,<img file="FDA0000636732010000013.GIF" wi="96" he="81" />为根据实际飞行状态查找的标称阻力系数,<img file="FDA0000636732010000014.GIF" wi="70" he="80" />为飞行器相对地球的速度大小;对大气密度<img file="FDA0000636732010000015.GIF" wi="72" he="95" />进行低通滤波得到滤波后密度值<img file="FDA0000636732010000016.GIF" wi="144" he="102" />根据实际飞行状态查找标称大气密度<img file="FDA0000636732010000017.GIF" wi="134" he="94" />根据标称大气密度<img file="FDA0000636732010000018.GIF" wi="101" he="79" />和滤波后密度值<img file="FDA0000636732010000019.GIF" wi="104" he="84" />计算综合影响因子<img file="FDA00006367320100000110.GIF" wi="104" he="101" />其中,<img file="FDA00006367320100000111.GIF" wi="259" he="173" />(2)根据在阻力方向上的视速度增量δw<sub>D</sub>和在升力方向上的视速度增量δw<sub>L</sub>计算升阻比估计值C<sub>L</sub>/C<sub>D</sub>,对升阻比估计值进行滤波获得滤波后的升阻比估计值(C<sub>L</sub>/C<sub>D</sub>)<sub>GUID</sub>;根据实际飞行状态查找标称升阻比(C<sub>L</sub>/C<sub>D</sub>)<sub>0</sub>,根据标称升阻比(C<sub>L</sub>/C<sub>D</sub>)<sub>0</sub>和滤波后的升阻比估计值(C<sub>L</sub>/C<sub>D</sub>)<sub>GUID</sub>计算升阻比修正系数K<sub>LD</sub>,<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>K</mi><mi>LD</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mi>L</mi></msub><mo>/</mo><msub><mi>C</mi><mi>D</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>GUID</mi></msub><msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mi>L</mi></msub><mo>/</mo><msub><mi>C</mi><mi>D</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mn>0</mn></msub></mfrac><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00006367320100000112.GIF" wi="440" he="164" /></maths>(3)在弹道预测过程中,根据预测的位置查找标称大气密度ρ<sub>nom</sub>,根据综合影响因子<img file="FDA00006367320100000113.GIF" wi="76" he="84" />修正标称大气密度ρ<sub>nom</sub>获得修正后的大气密度<img file="FDA00006367320100000114.GIF" wi="127" he="82" /><maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>&rho;</mi><mi>mod</mi><mi>k</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>K</mi><mi>&rho;</mi><mi>k</mi></msubsup><msub><mi>&rho;</mi><mi>nom</mi></msub><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00006367320100000115.GIF" wi="331" he="91" /></maths>(4)在弹道预测过程中,根据预测的位置和速度查找标称升阻比<img file="FDA00006367320100000116.GIF" wi="248" he="87" />和标称阻力系数C<sub>D0</sub>,根据升阻比修正系数K<sub>LD</sub>计算修正后的升阻比<img file="FDA00006367320100000117.GIF" wi="280" he="90" /><maths num="0003" id="cmaths0003"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mi>L</mi></msub><mo>/</mo><msub><mi>C</mi><mi>D</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>mod</mi><mi>k</mi></msubsup><mo>=</mo><msub><mi>K</mi><mi>LD</mi></msub><msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mi>L</mi></msub><mo>/</mo><msub><mi>C</mi><mi>D</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>nom</mi><mi>k</mi></msubsup><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00006367320100000118.GIF" wi="655" he="93" /></maths>根据修正后的升阻比<img file="FDA00006367320100000119.GIF" wi="249" he="91" />和标称阻力系数C<sub>D0</sub>计算修正后的升力系数<img file="FDA00006367320100000120.GIF" wi="153" he="85" /><maths num="0004" id="cmaths0004"><math><![CDATA[<mrow><msubsup><mi>C</mi><mrow><mi>L</mi><mo>,</mo><mi>mod</mi></mrow><mi>k</mi></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mi>L</mi></msub><mo>/</mo><msub><mi>C</mi><mi>D</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>mod</mi><mi>k</mi></msubsup><msub><mi>C</mi><mrow><mi>D</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA00006367320100000121.GIF" wi="521" he="91" /></maths>(5)将修正后的大气密度<img file="FDA00006367320100000122.GIF" wi="104" he="83" />和修正后的升力系数<img file="FDA00006367320100000123.GIF" wi="132" he="85" />直接用于弹道预测。
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