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Multi-objective trajectory optimization for guided surface-to-surface missiles
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AI
DOI：10.24425/ame.2025.157607.png)
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摘要
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制导导弹是现代战争中的关键武器，设计师旨在提高其精度和杀伤力。在概念设计阶段，导弹轨迹定制以击中特定目标的问题出现。然而，仅关注这一设计目标可能导致其他设计方面（如结构完整性和飞行控制需求）的退化。因此，强烈建议在设计早期阶段整合飞行、控制和结构方面。本研究关注面向一组预定目标的制导面面战术导弹轨迹的概念阶段，并考虑约束条件。实施全面分析以解决通用战术导弹的轨迹优化问题。基于质点三自由度飞行模型，采用最优控制求解器GPOPS来解决此轨迹优化问题。为确保证实且可见的轨迹问题解决方案，考虑了多个物理约束，包括允许的最小和最大动压以及飞行路径角的最大允许速率。讨论了每个轨迹问题所需的控制预算。评估了通过自由和约束飞行确保最大撞击速度的最优轨迹。此外，分析了在最小控制预算和最大杀伤力之间取得平衡的轨迹问题。
Keyword:
trajectory optimization
tactical missile
constrained flight
control budget
optimal control
launch conditions
