基于自适应伪谱法的高超声速飞行器再入轨迹优化

摘要：

针对高超声速飞行器再入轨迹优化问题,建立考虑地球自转的三自由度再入运动方程,以美国通用空天飞行器为对象建立再入约束模型.采用Legendre-Gauss-Radau配点对3种典型优化问题:最大纵程、最大横程及最小航迹角变化率问题进行离散,将连续时间最优控制问题转化为非线性规划问题.基于Legendre多项式近似理论,引入衰减系数构建相对误差估计关系式,并以此提出一种有效的自适应网格重构策略.最终获得了3种典型再入轨迹优化问题的最优解.仿真结果表明,该算法的求解结果与变步长Runge-Kutta-Fehlberg法积分一致.相比传统自适应伪谱法,其配点和区间分配更合理,迭代次数少,求解速度高,且对人工参数不敏感.

关键词：高超声速飞行器、复杂约束、轨迹优化、自适应伪谱法、Legendre系数

所属期刊栏目：45

分类号：V412.4+.4(基础理论及试验)

在线出版日期：2019-12-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2257-2265