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龙图腾网获悉中国工程物理研究院总体工程研究所;中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所申请的专利一种高马赫数飞行器跳跃飞行段轨迹优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115981372B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310127109.0，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权一种高马赫数飞行器跳跃飞行段轨迹优化方法是由温杰;周欢;丛戎飞;丁智坚;张旭设计研发完成，并于2023-02-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高马赫数飞行器跳跃飞行段轨迹优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种高马赫数飞行器跳跃飞行段轨迹优化方法，涉及飞行器轨迹优化领域，包括S1建立动力学方程和运动学方程，得到质心运动方程组简化模型；S2确定约束条件和待优化目标函数，轨迹优化问题描述为标准动态最优控制问题；S3利用AGA算法对控制量进行全局寻优，得到全局最优解的准最优解，以此解决GPM‑SQP算法在求解非线性规划问题时对初值异常敏感的难题；S4将准最优解作为GPM‑SQP算法的初值，然后利用GPM‑SQP算法在猜想时间段内对控制量进行寻优，此时基于GPM‑SQP算法计算精度高、收敛速度快的优势得到全局最优解或者接近全局最优解的最终解。本方法综合利用AGA算法强大全局搜索能力以及GPM‑SQP算法收敛速度快的优势，较易得到满足约束条件，航程最远的理想轨迹。

本发明授权一种高马赫数飞行器跳跃飞行段轨迹优化方法在权利要求书中公布了：1.一种高马赫数飞行器跳跃飞行段轨迹优化方法，其特征在于，包括： S1、忽略地球自转以及曲率影响，将地球假设为平面，分别在弹道坐标系和地面坐标系建立动力学方程和运动学方程，得到3自由度高马赫数飞行器质心运动方程组简化模型；质心运动方程组简化模型为： 1，式中：V为飞行器速度，θ和分别为弹道倾角和弹道偏角；y为高度，x和z分别为纵程和横程；m为飞行器质量，g为重力加速度，α为攻角，为速度倾斜角；αB为平衡攻角，βB为平衡侧滑角；YB和ZB分别为αB、βB所对应的平衡升力和平衡侧向力，X为阻力，计算表达式如下：  2，式中：Cx、Cy为阻力系数和升力系数，，其中ρ为高马赫数飞行器所处高度的空气密度，S为飞行器参考面积； S2、确定跳跃飞行段飞行过程中所受的约束条件以及待优化的目标函数，将轨迹优化问题描述为标准的动态最优控制问题； 约束条件包括自身控制量约束、跳跃飞行段飞行过程中受到的过程约束以及到达目的地的终端约束，目标函数选取最远航程，具体如下： 控制量约束包括攻角α和速度倾斜角，约束表示为： 3，考虑工程实际应用，通常攻角变化率也需要进行一定的限制，即： 4，此时可将攻角变化率看作是虚拟控制量，将原控制量攻角α看作是状态变量进行处理； 过程约束包括热流率约束、动压约束、过载约束和禁飞区约束，具体如下： 热流率约束表示为： 5，动压约束表示为： 6，过载约束表示为： 7，设高马赫数飞行器在跳跃飞行过程中规避的禁飞区类型为圆柱形，中心点为，半径为ri，具体表达式如下： 8，设为高马赫数飞行器到禁飞区的最短距离，为无穷小正常量，则禁飞区约束可表示为，式中是与高马赫数飞行器相关的常值参数，为允许的最大热流率，为允许的最大动压，为允许的最大过载； 终端约束包括终端时刻的高度、速度和弹道倾角约束，表示为： 9，式中，、、分别为跳跃飞行终端时刻的高度、速度和弹道倾角；、、分别为预定的跳跃飞行终端时刻的高度、速度和弹道倾角；、、分别为三个约束量的误差上界； 目标函数表示为： 10，其中Ldf指飞行器航程； 高马赫数飞行器跳跃飞行段轨迹优化问题可描述为：在满足质心运动方程组式1、控制约束式3~4、过程约束式5~8、终端约束式9的条件下，寻找控制量攻角α和速度倾斜角最优时间序列使得目标函数式10最小；更一般性的最优控制问题描述如下：寻找控制变量，使得Bolza型性能指标最小，其中Bolza型性能指标是Mayer型和Lagrange型的组合，表示为： 11，且满足质心运动方程组约束12，边界条件约束13，以及不等式约束14，其中，t0为起始时刻，tf为终端时刻； S3、基于转化后的标准动态最优控制问题，首先利用AGA算法全局搜索能力强的优势对控制量进行全局寻优，得到接近全局最优解的准最优解； S4、将准最优解作为GPM‑SQP算法的初值，然后利用GPM‑SQP算法在猜想时间段内对控制量进行寻优，得到全局最优解或者接近全局最优解的最终解。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国工程物理研究院总体工程研究所;中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所，其通讯地址为：621908 四川省绵阳市绵山路64号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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