题目：天基对地打击武器多约束弹道优化与末制导技术研究

常规的天基对地打击武器是一种从空间平台上发射、重返地球大气层的高超声速滑翔弹药投送系统，可实现对地面重大目标实施快速精确打击。其中涉及到再入轨迹优化、再入跟踪制导、精确末制导等关键技术。本文首先阐述了课题研究的背景和天基对地打击武器的发展现状，对再入轨迹优化、再入制导、多约束末制导等技术和方法进行了调研和总结，进一步建立了飞行器再入运动的非线性运动学和动力学模型，形成了论文研究的基础。然后针对传统再入轨迹优化中攻角序列事先给定的问题，开展了多约束、多目标攻角优化设计的研究。同时考虑射程、热载、热流密度峰值和轨迹稳定性4个目标，根据物理规划方法，将此多目标优化问题转化为反应设计者偏好的单目标优化问题，结合期望射程较大和期望总吸热量较小两种偏好设计，采用量子粒子群优化算法对转化后的单目标优化问题进行求解，并通过仿真，验证了方法的可行性。接着基于攻角优化的研究，对再入飞行过程中的动压、过载、热流等约束条件进行了分析和建模，形成了再入走廊，并以优化得到的最优攻角方案作为输入条件，以倾侧角为控制变量，基于等分节点的离散算法建立了优化模型，使用序列二次规划算法对模型进行了求解，得到一条总吸热量最小的再入轨迹，并基于反馈线性化的思想设计了跟踪制导律，完成设计方法的仿真验证。最后针对载荷释放后的末打击段，建立了弹目相对运动模型，综合考虑了脱靶量、落地速度倾角、落地攻角等终端约束条件，基于滑模控制理论和最优控制理论，分别推到了多约束准滑模变结构导引律和带落地攻角约束的最优导引律，并通过典型弹道的对比仿真，验证了制导方法的正确性和有效性。本文在天基对地打击武器典型作战模式的基础上，重点开展了攻角优化设计、再入轨迹优化设计、跟踪制导律设计，以及多约束末制导律设计，为总体方案的确定与关键技术的研发提供了一定的参考价值。