高超声速飞行器多约束再入轨迹快速优化

• 作者: 冯玥 吴了泥 孙洪飞 梅映雪 王容顺
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 高超声速飞行器 分段轨迹优化 测控区 绕飞区 Gauss伪谱法
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 飞行器设计与力学
• 页码范围: 758-767
• 页数: 10页
• 分类号: V412
• 字数: 8168字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2019.07.004

摘要

针对高超声速飞行器再入过程中面临测控区和绕飞区的再入轨迹设计问题,提出了一种基于Gauss伪谱法(GPM)的分段轨迹优化策略.将轨迹优化的一般最优控制问题转换为多段最优控制问题,进而将各段轨迹按Gauss伪谱方法进行离散化,将连续多段最优控制问题转换为非线性规划问题(NLP)进行求解.所得再入轨迹能够使得飞行器在满足各种约束条件的情况下成功进入测控区并且有效规避绕飞区,最终到达指定点.此外,本文综合考虑飞行器再入飞行的快速性和工程实用性,并提出了再入时间、弹道倾角以及航向角相关指标的加权性能指标,同时保证了轨迹规划快速、再入轨迹平滑以及控制量变化平缓等实际需求,提高了计算效率.仿真结果表明,本文所提出的分段优化方案能够快速规划出适应不同飞行任务的再入轨迹.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	孙洪飞	厦门大学航空航天学院	26	131	7.0	11.0
2	吴了泥	厦门大学航空航天学院	5	19	2.0	4.0
3	梅映雪	厦门大学航空航天学院	2	0	0.0	0.0
4	冯玥	厦门大学航空航天学院	2	0	0.0	0.0
5	王容顺	厦门大学航空航天学院	2	0	0.0	0.0