基于序列凸规划的运载火箭轨迹在线规划方法

• 作者: 程晓明 尚腾 徐帆 王晋麟 姚寅伟
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 运载火箭 序列凸规划 轨迹在线规划 大气层内 模型补偿
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 制导、导航、控制与电子
• 页码范围: 202-210
• 页数: 9页
• 分类号: V488.131
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2021.02.008

摘要

针对大气层内气动力对轨迹规划求解实时性与收敛性的影响,提出一种基于模型补偿序列凸规划的大气层内火箭轨迹规划方法.该方法的核心思想是通过设计一种序列补偿的方式,将火箭动力学中非线性项(气动力加速度与重力加速度)与过程约束项(动压、过载约束等)进行凸化,从而将轨迹规划问题转化为序列凸规划问题而得到快速求解.在此基础上,本文理论分析了该序列凸规划方法的收敛性,保证该方法能够收敛到原问题的最优解.数值仿真表明,该方法能够完成大气层内的火箭上升段与垂直着陆段轨迹在线规划任务,方法的收敛速度能满足轨迹在线生成的实时性要求.