摘要：针对轨迹优化多分辨率技术可能发生细化遗漏或者细化失败的缺陷,设计了一种改进多分辨率技术。该方法通过在每次网格细化迭代过程中增加两层高分辨率节点并且引入节点检测算法,确保在轨迹的非光滑区域能够高效、持续地细化网格。针对原始多分辨率技术的初始网格的节点数目存在二进限制的弊端,定义了一种新的广义二分网格,使得多分辨率技术的初始网格节点数目可以为任意奇数。采用多个轨迹优化算例验证了本文方法的有效性并且与其它方法进行了对比。此外,仿真结果还表明,网格充分细化对目标函数影响不大,但是能够更加准确地满足路径约束和终端状态约束。

摘要：提出一种时间逼近法快速求解月球最优软着陆问题。首先,通过解析估算软着陆时间,将原问题转化为终端时间固定型最优控制问题。然后,优化该问题,使软着陆条件尽可能得到满足。在此基础上,根据优化出的终端能量特性对着陆时间进行修正,得到新的终端时间固定型最优控制问题。重复前述优化和修正,即可逐渐逼近最优软着陆时间。对于终端时间固定型最优控制问题,将其直接离散化为非线性规划问题,采用拟牛顿法和四阶Admas预测-校正积分方法快速求解。仿真结果表明此方法优化精度较高,收敛速度快(<1s),稳定性好(对初值不敏感),可用于机载计算机实时生成软着陆轨道。

摘要：针对常规弹道导弹突防能力差、成本高的缺点,提出了一种高超声速跳跃-滑翔弹道方案。以某弹道导弹为例,通过采用高升阻比外形和末级发动机多次点火技术,将其再入弹道设计成大气层边缘的跳跃-滑翔弹道,并以航程为目标对弹道进行了优化。结果表明,跳跃-滑翔弹道能大幅增加导弹航程,同时还具有较强的突防能力,而且当跳跃幅度较大时,还可减轻气动加热;优化后导弹的航程进一步增加,跳跃幅度减小,热流峰值减小,加热时间和总气动加热量增加。

摘要：基于火箭助推的发射方式,推导出弹道式飞行器、高超声速助推-滑翔飞行器及高超声速助推-巡航飞行器的起飞质量与航程、燃料比冲和载荷之间的解析关系,为总体设计初期快速估算飞行器起飞质量提供了方法。基于此,比较了3种飞行器的起飞质量载荷比。结果表明,助推-巡航飞行器性能最优,助推-滑翔飞行器性能居中,弹道式飞行器的性能最差。

摘要：针对吸气式高超声速巡航飞行器建立了纵向平面内的二维轨迹优化模型(包括火箭助推段和吸气式飞行段),其中大气模型、气动力模型和发动机模型均建立了比较详细的模型,能够比较全面、准确地描述吸气式高超声速巡航飞行器的特征;基于配点法建立了适用于高超声速巡航飞行器助推-巡航轨迹优化的方法,在求解非线性规划时引入了规范化处理、稀疏分析和偏导数计算方法等,以提高优化效率;对吸气式高超声速飞行器助推-巡航轨迹进行了优化研究,分析了典型设计参数变化对最优轨迹的影响。仿真结果表明:所建立的方法能够快速、高精度求解吸气式高超声速巡航飞行器轨迹优化问题,并且能够方便地分析设计参数变化对最优轨迹的影响,可用于吸气式高超声速飞行器飞行剖面设计与优化。

摘要：针对多级固体运栽火箭小型化需求，采用整体级概念（ISC）进行总体方案改造和优化设计。描述了2种ISC概念的特点，以某三级常规方案固体运载火箭为基准，通过利用级间的剩余空间，完成ISC方案改造。建立了运载火箭的整体级发动机动力计算模型、气动计算模型和弹道计算模型，并结合任务指标要求，提出了运载火箭的总体参数优化模型。在相同的任务条件下，完成了常规方案和2种ISC方案的优化。结果表明，引入ISC概念可将运载火箭体积缩小15％～20％，起飞总重缩小1％-1．5％，满足了总体指标要求，达到了运载火箭小型化设计目的。

摘要：提出了有动力再入打击飞行器的航迹优化方法。基于标准的大气模型、数值的气动模型,考虑地球自转效应,建立了有动力再入打击飞行器的航迹优化模型。将再入航迹分为助推加速段和无动力滑翔段分别优化,从而得到优化航迹。算例表明,该方法得到的航程比最大升阻比航迹增加7.3%。因此,该方法用于有动力再入航迹的优化是有效的、可行的。

摘要：针对以冲压发动机为动力的导弹爬升问题,建立了飞行轨迹和推力规律一体化优化设计模型。采用基于三次样条的直接离散方法,将弹道优化问题转化为参数优化问题,选取兼顾全局搜索能力和局部搜索精度的粒子群-变尺度法(PSO-BFGS)串联混合算法求解最省燃料爬升弹道,得到了"先减速再加速"爬升方案。相比传统的采用最大推力规律、仅优化爬升轨迹的爬升方案,一体化设计能充分发挥冲压发动机的推力调节能力,使导弹以较小的平均飞行速度完成爬升过程,可以显著节省燃耗,提高导弹的性能。

摘要：从探月器质心运动方程组出发,以探月器环绕月心的旋转角速度为中间变量,通过积分变换,将其对时间变量的积分转化为对状态变量的积分,使得原问题转化为终端积分变量固定型最优控制问题。在此基础上,通过优化变量的直接离散化和四阶Admas预测-校正数值积分方法,将软着陆轨道优化问题转化为有约束非线性规划问题。采用广义乘子法处理约束条件,采用拟牛顿法求解处理后的无约束最优化问题。仿真结果表明,此方法收敛速度快(耗时小于1s),优化精度高(接近理论最优解),对初始控制量不敏感、鲁棒性好,可用于探月器机载计算机实时生成软着陆轨道。

摘要：传统的飞行器设计与工程人才培养方案通常重视专业知识的培养,但是弱化甚至忽略了其他各种能力的培养,不利于培养综合性航空航天人才。本文论述了多元智能对于飞行器设计与工程专业的重要性,并给出了培养多元智能能力的措施或者建议。