C5為待定 系數(shù)。本發(fā)明中，這些待定系數(shù)為實(shí)數(shù)。
[0031] 步驟104,利用數(shù)學(xué)擬合來確定高度一速度、阻力加速度一速度的解析形式的映 射表達(dá)式中的待定系數(shù)的擬合值。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于預(yù)先獲取的標(biāo)準(zhǔn)軌跡參數(shù) 映射表，將一組具體的軌跡參數(shù)代入上述公式（1)和（2)，并利用數(shù)學(xué)擬合工具，即可在 給定的精度下求解出上述待定系數(shù)h b2, b3, b4, b5, C1, c2, c3, c4, C5所分別對應(yīng)的擬合值 將確定的擬合值分別代入公式⑴和⑵替換掉待定系數(shù) Id1, b2, b3, b4, b5, C1, c2, c3, c4, C5，得到確定的阻力加速度指令Drai、高度指令Hrai與速度的擬合 映射表達(dá)式。其中，給定的精度是本領(lǐng)域技術(shù)人員預(yù)先確定的。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言， 利用數(shù)學(xué)擬合工具來求解待定系數(shù)的具體數(shù)值是已知的，在此不再贅述。同樣，標(biāo)準(zhǔn)軌跡參 數(shù)映射表的獲取是本領(lǐng)域中已知的，在此略去詳述。
[0032] 在步驟106,根據(jù)確定的阻力加速度指令Dcx、高度指令心與速度的擬合映射表達(dá) 式，確定再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡的阻力加速度導(dǎo)數(shù)0。、、二階導(dǎo)數(shù)?εχ和當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令Θεχ。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在滑翔飛行過程中的制導(dǎo)方案中，需要用到的再入標(biāo)準(zhǔn)軌 跡指令除阻力加速度指令、高度指令外，還需要用到阻力加速度導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)以及當(dāng)?shù)貜?道傾角指令。上述指令參數(shù)均可根據(jù)步驟102擬合得到的阻力加速度一速度、高度一速度 映射關(guān)系來確定。具體地，根據(jù)公式（3)，（4)和（5)，可以分別確定阻力加速度導(dǎo)數(shù)]i)ra、二
[0034] 階導(dǎo)數(shù)?。、以及當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令Θεχ。
[0035] 公式 (4)
[0036]
[0037] 其中，基于平衡滑翔原理，可近似認(rèn)為升力式飛行器在大氣層內(nèi)滑翔飛行時(shí)有： dVd/dt ^ -Dcx,
進(jìn)而可推導(dǎo)得出標(biāo)準(zhǔn)軌跡中阻力加速度導(dǎo)數(shù) 、二階導(dǎo)數(shù)及當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令的表達(dá)式。
[0038] 本發(fā)明中，針對升力式飛行器再入滑翔過程中的再入標(biāo)準(zhǔn)指令生成問題，先通過 數(shù)學(xué)擬合確定再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡的阻力加速度一速度、高度一速度映射關(guān)系，進(jìn)而基于平衡滑 翔原理，通過簡化速度、傾角與阻力加速度的關(guān)系，直接采用解析形式得到了阻力加速度導(dǎo) 數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)和當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令的計(jì)算表達(dá)式，避免了多次分段高階擬合上述導(dǎo)數(shù)項(xiàng)，有 效降低了計(jì)算復(fù)雜度，提高了設(shè)計(jì)的通用性，可直接用于滑翔飛行過程中的制導(dǎo)方案設(shè)計(jì) 中。
[0039] 本發(fā)明的方法可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。例如，可以將本發(fā)明的方法的各步驟 分解為不同的功能模塊或子系統(tǒng)并通過計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，本發(fā)明的方法的各 個(gè)步驟也可以通過硬件例如固件、DSP芯片、IC芯片等來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中，使用的"模塊"、 "子系統(tǒng)"等術(shù)語旨在包括與計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體，例如但不限于硬件、固件、軟硬件組合、軟 件或者執(zhí)行中的軟件。例如，模塊可以是，但并不僅限于：處理器上運(yùn)行的進(jìn)程、處理器、對 象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行的線程、程序和/或計(jì)算機(jī)。舉例來說，計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用程序和 此計(jì)算設(shè)備都可以是模塊。一個(gè)或多個(gè)模塊可以位于執(zhí)行中的一個(gè)進(jìn)程和/或線程內(nèi)。
[0040] 以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種升力式飛行器的再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡指令的確定方法，包括： 根據(jù)確定的再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡來確定高度一速度、阻力加速度一速度的映射關(guān)系； 利用數(shù)學(xué)擬合工具，通過數(shù)學(xué)擬合來確定高度一速度、阻力加速度一速度的解析形式 的映射表達(dá)式，并根據(jù)所確定的映射表達(dá)式來確定阻力加速度指令D"和高度指令H"， D,,=b1 .N+h, ?V/+b3 ?V/+b4 .V>bs 公式（1) c1.V,+C2.V/+C3.V/+C4.V>cs 公式（2) 其中，D"為阻力加速度指令，H為高度指令，V。=Vd/V。，Vd為飛行器對地速度速度，V。 為歸一化常數(shù)，其值為第一宇宙速度7910m/s，bi,b2,bs,b4,bs,C。C2,C3,C4,Cs為待定系數(shù)； 利用數(shù)學(xué)擬合來確定高度一速度、阻力加速度一速度的解析形式的映射表達(dá)式中的待 定系數(shù)的擬合值，得到確定的阻力加速度指令D"、高度指令與速度的擬合映射表達(dá)式； 根據(jù)確定的阻力加速度指令D"、高度指令與速度的擬合映射表達(dá)式，確定再入標(biāo)準(zhǔn) 軌跡的阻力加速度導(dǎo)數(shù)6。、、二階導(dǎo)數(shù)D。和當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令0"。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的升力式飛行器的再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡指令的確定方法，其中，利用 數(shù)學(xué)擬合來確定高度一速度、阻力加速度一速度的解析形式的映射表達(dá)式中的待定系數(shù)的 擬合值包括： 將預(yù)先獲取的一組標(biāo)準(zhǔn)軌跡參數(shù)映射表代入公式（1)和（2)，并利用數(shù)學(xué)擬合工具， 在給定精度下求解出所述待定系數(shù)bi,b2,bg,b4,bg,Cl,C2,C3,C4,Cg所分別對應(yīng)的擬合值 句，，A;，， （'I，C'2，(';;，C'4，(',， 將確定的擬合值分別代入公式（1)和（2)替換掉待定系數(shù)bi,b2,bg,b4,bg,Cl,C2,C3,C4，C5,得到確定的阻力加速度指令Dtx、高度指令與速度的擬合映射表達(dá)式。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的升力式飛行器的再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡指令的確定方法，其中，根據(jù) 確定的阻力加速度指令D。,、高度指令與速度的擬合映射表達(dá)式，確定再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡的阻 力加速度導(dǎo)數(shù)Da、二階導(dǎo)數(shù)和當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令0"的步驟包括： 基于公式（1)，分別確定阻力加速度導(dǎo)數(shù)6。、和二階導(dǎo)數(shù)Da，W及當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令 0口，么=華-(巧+而.^. + 12/中^::')與心):+朽+ 2馬.^+兩.^:+斬.叫(單)公式（4) at ' 基于公式（2)和下述公式巧），確定當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令0a其中，基于平衡滑翔原理，升力式飛行器在大氣層內(nèi)滑翔飛行時(shí)dVd/化> -D。,， o
【專利摘要】本發(fā)明公開了升力式飛行器的再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡指令的確定方法，包括：根據(jù)確定的再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡確定高度－速度、阻力加速度－速度的映射關(guān)系；利用數(shù)學(xué)擬合工具，確定高度－速度、阻力加速度－速度的解析形式的映射表達(dá)式，從而確定阻力加速度指令和高度指令；利用數(shù)學(xué)擬合來確定所述映射表達(dá)式中的待定系數(shù)的擬合值，得到確定的阻力加速度指令、高度指令與速度的擬合映射表達(dá)式；根據(jù)確定的阻力加速度指令、高度指令與速度的擬合映射表達(dá)式，確定再入標(biāo)準(zhǔn)軌跡的阻力加速度導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù)和當(dāng)?shù)貜椀纼A角指令。本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)生成跟蹤制導(dǎo)所需的軌跡指令，減小在線指令生成復(fù)雜度，降低對跟蹤控制律參數(shù)設(shè)計(jì)的敏感度。
【IPC分類】B64F5/00, G06F19/00
【公開號(hào)】CN104925271
【申請?zhí)枴緾N201510256514
【發(fā)明人】楊業(yè), 馬衛(wèi)華, 包為民, 黃萬偉, 祁振強(qiáng), 禹春梅, 唐海紅, 吳浩, 郭濤
【申請人】北京航天自動(dòng)控制研究所
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月19日