考虑多种约束的探月飞船跳跃式再入走廊优化设计

摘要：

探月飞船升阻比较低，再入时为达到长的飞行纵程，必须采用跳跃式再入方式。考虑多种约束条件，对跳跃式再入走廊进行了优化设计。首先，对路径约束进行分析，根据跳跃式再入轨迹的动力学特性对轨迹进行分段，推导了关键段中路径约束间的解析关系式，并在此基础上对优化问题进行了简化；其次，对滚转角速度约束进行分析，通过选择合理的离散点个数来保证角速度约束的满足；最后，为保证结果的高精度与全局最优性，采用两层优化策略进行求解，先利用高斯伪谱法得到控制变量初值，再将初值代入直接打靶法中计算得到最终结果。仿真结果表明：路径约束分析结果与优化结果保持一致，可在一定程度上简化优化问题；对滚转角速度约束的处理简单有效；两层优化策略能使问题快速收敛到满足约束的高精度解。

关键词：跳跃式再入走廊、路径约束、滚转角约束、两层优化策略

分类号：V412.4(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金11372345；国家重点基础研究发展计划2013CB733100

在线出版日期：2014-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：443-448