弹道优化设计是常规炸弹制导化改造的重要课题之一,对提高制导航弹武器系统的性能,实现防区外远距离精确打击具有重要的意义。本文主要研究了求解制导航弹最优滑翔弹道问题的数值方法。(1)从弹道优化问题的本质出发,阐述了最优控制问题的求解方法。研究分析了求解连续时间最优控制问题的数值方法,并将其分为间接方法和直接方法。指出了直接方法的两个关键步骤:最优控制问题转化为参数优化问题和参数优化问题的求解,同时重点研究了参数化方法和参数最优化方法。(2)针对制导航弹的最优滑翔弹道问题,主要开展了以下研究:在合理假设的基础上,建立了铅垂平面内制导航弹的质心运动方程,通过引入无量纲变量将其转化为简洁的无量纲形式,然后给出了制导航弹最大距离滑翔弹道问题的最优控制数学模型。研究了基于动态规划原理的间接方法。首先分析了制导航弹的最大距离滑翔弹道问题的最优性条件。然后通过推导建立了连续微分动态规划的算法步骤。最后通过算法实现,对具体的制导航弹的最大距离滑翔弹道问题进行了求解,验证了连续微分动态规划对于弹道优化问题的有效性。同时根据计算结果对制导航弹的最大距离滑翔弹道特性进行了分析。研究了求解弹道优化问题的直接方法。依据有关直接方法的分析结果,从参数化方法和参数最优化方法入手,分别提出了一种基于逐步二次规划的直接方法和一种基于粒子群优化的直接方法。通过对制导航弹最大距离滑翔弹道问题的求解,验证了以上两种直接方法的有效性。(3)根据数值试验结果,对本文提出的不同数值方法的精度、效率、鲁棒性进行了比较,并分析了应用于弹道优化设计的数值方法存在的问题,然后提出了需要进一步深入研究的内容。