● 摘要
本文以某巡航导弹攻击固定目标的末段弹道为研究对象，基于减小被敌方防空系统发现可能性及加大末段生存能力的考虑，提出巡航导弹末段弹道优化问题。针对传统优化方法在处理复杂的运动学、动力学约束上存在的困难，本文着重研究目前比较流行的伪谱法，并在比较分析三种以Gauss点为配点的伪谱法：即Legendre伪谱法（LPM）、Radau伪谱法（RPM）和Gauss伪谱法（GPM）的优劣后，采用Gauss伪谱法对该弹道优化问题进行离散化求解，并选取序列二次规划法（SQP）作为转化后的非线性规划问题的数值算法，求解得到最优弹道参数。文中详细介绍了Gauss伪谱法和SQP法的算法实施流程。然后，本文先在合理的假设下简化建立了巡航导弹的二维三自由度质点弹道模型，还通过对该巡航导弹末段弹道优化问题的实际物理意义分析，明确了目标函数及约束条件的选取。最后，将前述的合理的边界、路径约束条件具体化，分别以两个不同的优化目标函数：飞行高度对时间的积分以及跃升点和目标之间的距离，构造了巡航导弹末段弹道优化算例，利用前述的算法对算例进行了优化仿真，并对仿真结果进行了分析。通过算例仿真验证了算法在求解巡航导弹末段弹道优化问题时的快速性和有效性。