特征趋势分区Gauss伪谱法解再入轨迹规划问题

摘要：

针对强约束下的滑翔再入轨迹规划问题,采用基于特征趋势分区的Gauss伪谱法将连续最优问题转换为多个并行非线性规划问题并对其进行求解.针对传统拟谱方法在处理状态受限时,非平滑最优控制解难以收敛的问题,引入Sobolev空间证明了分区并行的收敛性和一致性.基于Letts准则提出了非连续特征趋势提取方法,通过分析离散点配置导数进行了可变分区的迭代设定,并结合导数变化趋势给出了各分区的动态配点数.利用不同阶次的多项式进行精度逼近,保证了在考虑多项强约束条件下弹道规划的可行解获取.结合状态分区的策略进行离线状态的分解,提高了计算效率.最终针对典型的再入应用进行了轨迹规划应用.仿真结果表明,所提出的方法可有效应对多种约束条件,能够根据飞行器的气动能力规划出可行的轨迹,过程条件满足约束,且可适应气动力20％的拉偏范围.

关键词：再入轨迹、强约束、滑翔再入飞行器、Gauss伪谱法、特征趋势分区

所属期刊栏目：36

分类号：V19;TP273(航空、航天的应用)

资助基金：国家自然科学基金61473226 National Natural Science Foundation of China 61473226

在线出版日期：2015-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：3338-3348