本文以提高火箭飞行性能为研究目的,对火箭运动学模型、飞行参数优化方案与优化方法等方面进行研究。针对简单遗传算法容易收敛到局部极小问题,结合罚函数处理约束条件的方法,设计了改进的遗传算法,实现了最大射程和最小起飞质量约束条件下的火箭飞行参数优化设计,对火箭总体设计与制导方案的选择有着重要的指导意义。主要工作内容如下:1.建立了火箭三自由度运动学模型。分析了火箭飞行特点及运动规律,建立了火箭的三自由度运动学模型,通过数学仿真验证了运动学模型的合理性,为火箭飞行参数优化设计提供了验证平台。2.设计了火箭飞行参数优化方案。分析了火箭飞行过程,利用变分法将选择俯仰程序角的过程优化问题转化为选择亚音速段攻角绝对值的最大值和二级以上火箭俯仰角变化率的静态优化问题,设计了飞行参数优化方案,建立了以最大射程和最小起飞质量为优化目标的两个优化数学模型。3.提出了一种改进的遗传算法。针对简单遗传算法处理非单调多峰的火箭飞行参数优化问题时,容易收敛于局部极小和搜索效率低的问题,结合罚函数处理约束条件的方法,利用自识别控制交叉父本的相似性、自适应调整变异概率和最优保存策略的方法对简单遗传算法进行改进。4.对火箭飞行参数进行优化仿真。以民兵3火箭为验证对象,分别利用简单遗传算法和改进遗传算法进行了蒙特卡洛仿真,通过对10次仿真结果的统计分析,结果表明:在最大射程的优化结果中,同等的仿真条件下,改进遗传算法优化结果的标准差比简单遗传算法缩小约为770倍,表明了论文研究的改进遗传算法能够有效改善局部极小现象;最小起飞质量的优化结果表明改进遗传算法优化结果标准差优于简单遗传算法约20倍,解决了在种群进化过程中容易出现的进化停滞问题。通过仿真分析和对比试验,可以看出本文提出的改进遗传算法可以有效地跳出局部极小,提高搜索效率,并充分验证了改进遗传算法对火箭飞行轨迹优化的有效性。