摘要：结合我国运载火箭发展,梳理了传统制导方法的工程应用历程;针对故障适应性和自主化需求,分析了基于在线轨迹规划的制导方法发展概况。基于伪谱离散和凸优化理论,提出一套适应不同目标轨道的弹道轨道联合在线重构算法框架,并利用在线重构设计一种运载火箭故障导致推力不足后的自适应制导算法,通过数值实验和嵌入式测试,验证了在线重构算法和自适应制导方法的正确性、有效性。

摘要：针对月面应急上升问题,研究了一种显式自适应制导方法。根据极大值原理,推导建立了5个约束条件下最大能量入轨的两点边值问题。设计了一种双层迭代求解策略,内层通过牛顿迭代求解最大能量入轨的两点边值问题,外层通过调整时间使得速度满足目标速度。在外层迭代中,设计了一种时间迭代调整策略;在内层求解两点边值问题中,根据任务中推力方向变化规律,设计一种协态变量主矢量初值的选取策略。仿真结果表明,设计的制导律能可靠收敛,目标参数装订简单,可适应共面上升任务和异面上升任务。在存在秒耗量和比冲偏差的情况下,仍具有较高的制导精度。

摘要：文中针对航天飞机类再入飞行器对参考阻力加速度曲线的跟踪问题,设计了基于特征模型的自适应制导律.首先将线性定常系统的特征建模方法推广到单输入单输出线性时变系统,从而建立了再入飞行器的特征模型,然后对特征模型提出一种新的非线性微分黄金分割自适应控制律.当特征模型的系数属于有界闭凸集,且系数的变化速率满足一定约束条件时,文中证明了非线性微分黄金分割自适应控制系统是一致渐近稳定的.在特征模型的基础上,通过结合使用跟踪控制律、非线性微分黄金分割控制律和改进的逻辑积分控制律,设计了再入飞行器基于特征模型的自适应制导律.它克服了反馈线性化方法要求精确获得对象模型的缺点.仿真结果表明,文中设计的自适应制导律对参考阻力加速度曲线的跟踪性能明显优于反馈线性化方法.

摘要：末端能量管理段连接再入段和自动着陆段,在可重复使用飞行器返回再入及水平着陆过程中至关重要。本文通过跟踪在线地面轨迹对可重复使用飞行器进行制导研究,设计具有自适应性的制导方案,并通过仿真验证该方案的有效性和鲁棒性。

摘要：针对垂直起降可重复使用运载器返回全程非线性、高动态、强扰动、多约束条件下的精确着陆问题,开展适应各飞行段任务特性和需求的返回全程制导控制方法研究。首先分析返回全剖面各飞行段的特点及对制导控制的需求,建立了动力学模型;然后基于经典制导控制方法给出可行的返回全程制导控制方案,并针对其不足分别设计修航段基于剩余时间估计和几何关系目标点自适应更新的双层迭代制导、返回末段多约束自适应制导和返回全程自抗扰控制器,构建了自适应强抗扰新型返回全程制导控制方案;最后进行了数学仿真,通过对比分析经典制导控制方案和新型制导控制方案在小偏差/扰动和大偏差/扰动两种条件下的飞行状态,验证了新型制导控制方案下更高的着陆精度、更强的适应性和抗扰性。

摘要：迭代制导是直接终端制导,是运载火箭路线自适应制导方法的一种。从20世纪60年代末开始,在运载火箭上得到了广泛的应用。它的主要特点是制导精度高、任务适应性强、箭上飞行软件简单、对地面诸元准备要求相对较低。迭代制导基于火箭自适应制导的基本原理:即对于确定的目标轨道,最优飞行程序是瞬时飞行状态和瞬时视加速度的复杂函数,利用简化形式下最优控制求解的必要条件,对火箭末级的关机时间进行迭代,可以得到一套解析制导方程。基于运载火箭的实际飞行情况,建立了迭代制导的工程计算模型,并结合某型号进行大量的实例计算分析,对迭代制导的制导精度、自适应能力等方面进行研究。

摘要：新一代RLV要求末端能量管理(TAEM)可适应较大的窗口能量偏差,且BTT模式使飞行器的纵向和横侧向耦合严重,高度-速度难以协调控制。针对此问题,文章提出了一种基于在线能量推演的强自适应TAEM方法。该方法的"直接进入柱面可变"能量管理模式利用能量推演计算手段在线生成期望的能量-航程剖面,基于该剖面在线规划飞行轨迹和航向校正圆,使TAEM轨迹自适应窗口能量的不确定性,且易于实现高度速度协调控制。随后将弹道跟踪问题转化为模型预测静态规划(MPSP)问题,基于优化理论设计了在线迭代自适应制导律,解决了该模式在扰动条件下的轨迹自适应跟踪问题。3DOF仿真表明:该方法具有很好的快速在线能力和末端精度,在TAEM窗口能量扰动±25%的范围内均能保证飞行器安全进入自动着陆窗口,末端速度偏差小于10 m/s,高度偏差小于350 m,横向偏差小于150 m。

摘要：[目的]为了在三维空间宽航速段内实现大尺度高速水下无人艇(UUV)的路径跟踪,在考虑无人艇的试验动作要求、控制精度要求及水动力特性的情况下,设计了基于模糊控制理论的自适应制导方法。[方法]基于解耦控制方法,首先将水下无人艇的航行控制分解为航速、航向、纵倾和深度控制问题;然后分别设计积分分离比例—积分—微分控制器(PID控制器),并引入指令及状态滤波器,以改善该水下无人艇动态响应特性;最后,通过湖试验证水下无人艇在不同航速下的控制性能。[结果]结果表明,在6,9,13 kn等试验航速下,水下无人艇跟随目标路径和深度的误差均在合理范围内,验证了该控制体系及控制方法的有效性。[结论]所得结果对新一代试验艇的运动控制技术研究具有一定参考价值。