带有时间约束的多飞行器协同轨迹规划

摘要

面向多个高超声速飞行器在指定时间到达指定区域的场景，本文提出了一种带有时间约束的多飞行器协同轨迹规划方法.首先，通过解决飞行器再入飞行时间与横向机动之间的耦合问题，基于二元牛顿迭代法设计了一种考虑飞行时间约束和航程约束的纵向轨迹规划方法.然后，在横向平面内基于一种边界可调式的航向角偏差走廊实现了飞行器的横向机动，同时，设计了一种补偿更新策略不断迭代直至得到满足飞行时间约束的三维轨迹.在此基础上，分析了飞行器的飞行能力并给出了一种飞行器的协同飞行时间、终端高度和飞行航程的确定方法.最后，通过多飞行器协同飞行的仿真结果表明，本文的方法能够得到多飞行器满足飞行时间和终端约束的三维轨迹，并具有良好的计算精度.同时，蒙特卡洛仿真表明该协同轨迹规划方法对各项扰动具有较强的鲁棒性.

关键词

高超声速飞行器 / 时间协同 / 轨迹规划 / 三维轨迹 / 飞行能力

基金资助

国家自然科学基金资助项目（62103016,62103023）