火箭返回着陆问题高精度快速轨迹优化算法

• 作者: 崔乃刚 徐大富 王劲博 郭继峰
• 来源期刊: 控制理论与应用
• 学科: 航空航天
• 关键词: 可重复使用火箭 快速轨迹优化 凸优化 伪谱法离散 信赖域更新 精确软着陆
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 所属期刊栏目: 短文
• 页码范围: 389-398
• 页数: 10页
• 分类号: V448.1
• 字数: 11714字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7641/CTA.2017.70730

摘要

针对垂直起降可重复使用运载火箭子级返回着陆问题,提出一种高精度快速轨迹优化算法.算法将凸化技术与伪谱离散方法有机结合,将非凸、非线性优化问题转化为凸优化问题,进而充分利用凸优化求解快速性、收敛确定性以及伪谱法离散精度高的理论基础.在优化精度方面,建立了高保真优化模型,分析了发动机开机/终端时刻值设计对轨迹最优性的影响;采用flip-Radau谱法对连续最优控制问题进行离散,并利用伪谱法的独特离散时域映射,将开机和终端时刻设计为特殊控制变量,提高了优化结果的精度和最优性.在快速性方面,为利用凸优化方法求解非凸问题,基于一种新的信赖域更新策略,提出了改进序列凸化算法,减少了算法迭代次数,提高了算法收敛性能.数值实验验证了算法的有效性.高精度的优化结果和较高的计算速度,使得算法具有发展为在线最优制导方法的潜力.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郭继峰	哈尔滨工业大学航天工程系	49	702	12.0	25.0
2	崔乃刚	哈尔滨工业大学航天工程系	197	1644	18.0	31.0
3	王劲博	哈尔滨工业大学航天工程系	2	14	2.0	2.0
4	徐大富		8	31	3.0	5.0