應用邊界交叉法的高超聲速滑翔飛行器多目標軌跡優化*

汪　雷，葛健全，楊　濤，豐志偉，李正楠

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙　410073)

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應用邊界交叉法的高超聲速滑翔飛行器多目標軌跡優化*

汪雷，葛健全，楊濤，豐志偉，李正楠

(國防科技大學 航天科學與工程學院， 湖南 長沙410073)

針對高超聲速滑翔飛行器復雜約束條件下多目標軌跡設計問題，基于邊界交叉法和偽譜法提出多目標軌跡優化方法。分析高超聲速滑翔飛行器復雜約束軌跡優化問題的特點，提出多目標軌跡優化問題。采用邊界交叉法和偽譜法將多目標軌跡優化問題轉化為一組單目標優化子問題，利用非線性規劃算法分別求解。在優化過程中，將已求解子問題的解作為下一個子問題的初始值，求解最大橫程和最小峰值熱流軌跡優化問題。仿真結果表明：所提方法能夠有效搜索到優化軌跡的Pareto前沿，可以為高超聲速滑翔飛行器軌跡設計提供參考。

高超聲速滑翔飛行器；軌跡優化；多目標優化；邊界交叉法；高斯偽譜法

助推-滑翔式飛行器以其增加射程、提高突防能力的獨特優勢正成為當前的研究熱點。彈道優化技術是該類飛行器設計的關鍵技術之一，其再入彈道設計通常需要同時考慮多個性能指標，如縱程、橫程、駐點最大熱流、總加熱量等。這些目標有些是沖突的，如縱程和射程、縱程和總加熱量等。對于這種多個沖突目標的軌跡優化問題，工程中通常采用的方法是選擇最重要的目標進行單目標優化，而將其他目標作為約束，或采用加權和方法聚合為一個目標進行優化?！?br>