求解最优控制问题的混合变量变分方法及其航天控制应用

摘要：

针对非线性最优控制导出的Hamiltonian系统两点边值问题,提出一种以离散区段右端状态和左端协态为混合独立变量的数值求解方法,将非线性Hamiltonian系统两点边值问题的求解通过混合独立变量变分原理转化为非线性方程组求解.所提出的算法综合了求解最优控制的“直接法”和“间接法”的特征,既满足最优控制理论的一阶必要条件,又不需要对协态初值的准确猜测,避免了求解大规模非线性规划问题.通过两个航天控制算例讨论了本文算法的精度和效率等问题.与近年来在航空航天控制中备受关注的高斯伪谱方法相比较,本文算法无论是在精度还是效率上都具有明显的优势.

关键词：非线性最优控制、两点边值、对偶变量、变分原理、Hamiltonian系统

所属期刊栏目：37

分类号：V448.2(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

在线出版日期：2012-02-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1248-1255