高超声速滑翔飞行器变轨段自适应跟踪制导方法何睿智1，刘鲁华1，汤国建1，包为民1,2（1.国防科学技术大学航天科学与工程学院，湖南长沙410073；2.中国航天科技集团公司，北京100048）摘要：针对高超声速滑翔飞行器变轨段大偏差条件下的标准轨迹跟踪问题，提出一种基于权值矩阵自适应修正的变轨段跟踪制导方法。分析了变轨段主要控制方式和标准轨迹特性；将简化的纵向运动方程在标准轨迹附近线性化；采用将误差项引进线性二次型性能指标加权矩阵的方式，设计了改进的权值自适应修正跟踪制导方法。CAV-H飞行器仿真分析表明，该方法能够实现高超声速滑翔飞行器变轨段高精度自适应跟踪制导，对初始及过程偏差具有良好的鲁棒性。关键词：高超声速滑翔飞行器；变轨段；权值矩阵修正；自适应跟踪制导：V448文献标志码：A：AdaptivetrackingguidanceintheinjectionphaseforhypersonicglidevehiclesHERuizhi1,LIULuhua1,TANGGuojian1,BAOWeimin1,2(1.CollegeofAerospaceScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China；2.ChinaAerospaceScienceandTechnologyCorporation,Beijing100048)Abstract:Accordingtothetrajectorytrackingproblemofhypersonicglidevehicleundergreatdeviationconditions,anewadaptivetrack-ingguidancemethodintheinjectionphasehasbeenputforwardbasedontheadaptivelyrevisedweightingmatrix.Themaincontrolmodeandstan-dardtrajectorycharacteristicswereanalyzed;thesimplifylongitudinalmotionequationswerelinearizednearthestandardtrajectory;further,ani-mprovedadaptivetrackingguidancemethodwasdesignedbyintroducingtheerrorterminlinearquadraticperformanceindex.Thesimulationre-sultsofCAV-Hindicatethatthismethodcouldachieveagreatperformanceinadaptivetrackingguidanceintheinjectionphase,andhasagoodro-bustnesstotheinitialandprocessdeviation.Keywords:hypersonicglidevehicle;injectionphase;revisedweightingmatrix;adaptivetrackingguidance高超声速滑翔飞行器是一种飞行速度超过5马赫、具有大升阻比气动外形的无动力飞行器，具有高速度、远航程、强机动性等特点。发展高超声速滑翔飞行器技术对于增强国防实力，维护国家安全，具有重要的战略意义。变轨段又称作引入段，是高超声速滑翔飞行器全程弹道中较为特殊的飞行阶段，该飞行阶段连接初始再入点和滑翔起点，使得飞行器在满足热流约束条件的前提下，顺利过渡到滑翔段，起到初期的调整作用。该阶段飞行高度高，大气密度稀薄，飞行器控制调整能力较弱，进一步，由于该飞行阶段所处环境的特殊性，大气密度、气动力参数偏差往往较大，在大偏差强不确定性条件下的弹道设计和制导方法研究是飞行器系统设计中的一大难点。标准轨迹跟踪制导-即依赖于标准轨迹，选择合适的状态反馈量进行控制量调整，实现对偏差的修正，最终完成标准轨迹跟踪飞行。标准轨迹可理解为广义的标准轨迹，既包含实际的三维飞行轨迹，也包含例如D-V、H-V等剖面形式标准轨迹。标准轨迹跟踪制导包括两部分研究内容：一是标准轨迹的生成；二是跟踪方法的选择。标准轨迹生成中通常考虑多种约束条件，寻找某性能指标最优的标准轨迹提供给跟踪系统，而跟踪系统主要考虑的是快速性和收敛性。通常采用的标准轨迹跟踪制导方法都是在小偏差假设条件下进行线性化-，利用线性系统相关理论进行最优化跟踪，包括能量最优、时间最短等，在众多针对多目标优化跟踪制导方法中，存在一个共性的问题即如何选取合适的加权值进行能力的合理分配，通常采取人为参数设置的方式，例如典型的Bryson选取原则，但是，一套设定好的参数很难适应不同偏差条件下的跟踪制导需求，如何提高参数选取的自适应能力是设计的关键性技术问题。本文提出了一种利用误差反馈进行权值修正的改进线性二次型调节自适应跟踪制导方法，该方法以终端能量为优化指标，将状态偏差项以修正量形式反馈到跟踪制导性能指标权值矩阵中，通过自适应调整最优跟踪性能指标参数，间接调节跟踪制导中的增益K，从而更好的对状态偏差进行自适...