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火箭垂直回收多阶段最优轨迹规划方法
被引量：
11
1
作者
邵楠
闫晓东
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期1187-1196,共10页
针对火箭高空再入定点回收,基于凸优化方法提出一种考虑气动力和推力控制的多阶段轨迹优化方法。在气动减速段,通过控制总攻角,实现气动升力和阻力的调制。由于气动力连续变化,使用Legendre-Gauss-Radau伪谱离散方法进行离散化,利用较...
针对火箭高空再入定点回收,基于凸优化方法提出一种考虑气动力和推力控制的多阶段轨迹优化方法。在气动减速段,通过控制总攻角,实现气动升力和阻力的调制。由于气动力连续变化,使用Legendre-Gauss-Radau伪谱离散方法进行离散化,利用较少的离散点实现较高的数值精度。在动力减速段,推力矢量为控制变量。由于推力调节可能出现不连续,采用等距离散方法进行离散。在此基础上,将发动机开、关机时间也作为优化变量,并考虑各种约束,构建了多阶段离散最优控制模型。使用无损凸化方法对升力约束和推力约束进行松弛,并通过逐次凸化消除由气动力、自由时间变量以及质量引入的非凸约束,最终将问题描述为序列迭代求解的二阶锥规划问题(SOCP)。通过仿真校验,经过少量的逐次凸化迭代,可快速收敛到最优解,且落点调节范围更大,燃料更省。
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关键词
垂直着陆
凸
优化
二阶锥规划
伪谱离散
多
阶段
轨迹
优化
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职称材料
基于高斯伪谱法的二级助推战术火箭多阶段轨迹优化
被引量：
11
2
作者
刘超越
张成
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期292-302,共11页
针对二级助推战术火箭在多种约束下的高精度轨迹优化问题,提出了一种基于高斯伪谱法(GPM)的多阶段轨迹优化方法。针对二级发动机的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个阶段。为了提高禁飞区或敌方火力覆盖区...
针对二级助推战术火箭在多种约束下的高精度轨迹优化问题,提出了一种基于高斯伪谱法(GPM)的多阶段轨迹优化方法。针对二级发动机的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个阶段。为了提高禁飞区或敌方火力覆盖区附近的优化轨迹精确度,引入准接触点概念,将全弹道进一步进行阶段细分,并以连接点确保相邻阶段的顺利连接。利用GPM将轨迹规划问题转化为非线性规划问题进行求解。为了进一步提高计算效率、降低初值设置的难度,设计了基于初值生成器的迭代策略,实现了二级助推战术火箭多阶段轨迹优化。充分考虑飞行器各阶段飞行特点和约束,通过数值算例表明了该方法的优点。仿真结果表明,所提优化方法求解效率高,能够得到可行的最佳轨迹。
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关键词
战术火箭
多
阶段
轨迹
优化
高斯伪谱法
准接触点
复杂约束
迭代策略
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职称材料
民机编队的多阶段轨迹优化
3
作者
李梦洋
司海青
《计算机与数字工程》
2023年第10期2300-2304,共5页
针对编队在民航领域的应用问题,论文提出了一种多阶段轨迹优化模型。首先对编队飞行进行描述,将整个航程划分为起飞爬升段、编队段、进近降落段,与现有航线网络相结合,以具体航路点确保相邻阶段的顺利连接;其次以民机直接运行成本为指标...
针对编队在民航领域的应用问题,论文提出了一种多阶段轨迹优化模型。首先对编队飞行进行描述,将整个航程划分为起飞爬升段、编队段、进近降落段,与现有航线网络相结合,以具体航路点确保相邻阶段的顺利连接;其次以民机直接运行成本为指标,采用中国民用航空局成本计算方法,确定编队飞机的机型;最后选取时间和燃料消耗为性能指标,建立飞机质心运动方程,设置起降机场、编队航段等约束条件。充分考虑航班各阶段飞行特性和约束,通过数值算例得到两航班编队运行后的最优轨迹,为航班的编队运行提供参考。
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关键词
编队飞行
多
阶段
轨迹
优化
直接运行成本
最优飞行
轨迹
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职称材料
基于分布式并行伪谱-神经网络算法的双脉冲导弹多阶段协同轨迹优化
被引量：
3
4
作者
刘超越
张成
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期1988-2000,共13页
为求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题,并考虑将分离的发动机壳体投送至安全区域,提出一种基于高斯伪谱法和人工神经网络的分布式并行算法。针对双脉冲导弹两级脉冲的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个...
为求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题,并考虑将分离的发动机壳体投送至安全区域,提出一种基于高斯伪谱法和人工神经网络的分布式并行算法。针对双脉冲导弹两级脉冲的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个阶段;为预测分离发动机壳体的落点位置,建立射程预测函数,并利用人工神经网络对该函数进行离线拟合,以提高预测速度;在分布式并行算法中各导弹并行独立求解最优轨迹,并引入飞行时间下界约束保证导弹飞行时间一致性。通过两个仿真算例,将该分布式并行算法与集中式算法进行了比较,仿真结果表明,所提的分布式并行算法对于求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题可得到更优的性能指标,以及更高的求解效率。
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关键词
双脉冲导弹
协同控制
多
阶段
轨迹
优化
分布式并行算法
高斯伪谱法
神经网络
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职称材料
题名
火箭垂直回收多阶段最优轨迹规划方法
被引量：
11
1
作者
邵楠
闫晓东
机构
西北工业大学航天学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期1187-1196,共10页
文摘
针对火箭高空再入定点回收,基于凸优化方法提出一种考虑气动力和推力控制的多阶段轨迹优化方法。在气动减速段,通过控制总攻角,实现气动升力和阻力的调制。由于气动力连续变化,使用Legendre-Gauss-Radau伪谱离散方法进行离散化,利用较少的离散点实现较高的数值精度。在动力减速段,推力矢量为控制变量。由于推力调节可能出现不连续,采用等距离散方法进行离散。在此基础上,将发动机开、关机时间也作为优化变量,并考虑各种约束,构建了多阶段离散最优控制模型。使用无损凸化方法对升力约束和推力约束进行松弛,并通过逐次凸化消除由气动力、自由时间变量以及质量引入的非凸约束,最终将问题描述为序列迭代求解的二阶锥规划问题(SOCP)。通过仿真校验,经过少量的逐次凸化迭代,可快速收敛到最优解,且落点调节范围更大,燃料更省。
关键词
垂直着陆
凸
优化
二阶锥规划
伪谱离散
多
阶段
轨迹
优化
Keywords
Vertical landing
Convex optimization
Second-order cone programming
Pseudospectrum discretization
Multi-stage trajectory optimization
分类号
V448. [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于高斯伪谱法的二级助推战术火箭多阶段轨迹优化
被引量：
11
2
作者
刘超越
张成
机构
北京理工大学宇航学院
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期292-302,共11页
基金
国家自然科学基金项目(11532002)
文摘
针对二级助推战术火箭在多种约束下的高精度轨迹优化问题,提出了一种基于高斯伪谱法(GPM)的多阶段轨迹优化方法。针对二级发动机的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个阶段。为了提高禁飞区或敌方火力覆盖区附近的优化轨迹精确度,引入准接触点概念,将全弹道进一步进行阶段细分,并以连接点确保相邻阶段的顺利连接。利用GPM将轨迹规划问题转化为非线性规划问题进行求解。为了进一步提高计算效率、降低初值设置的难度,设计了基于初值生成器的迭代策略,实现了二级助推战术火箭多阶段轨迹优化。充分考虑飞行器各阶段飞行特点和约束,通过数值算例表明了该方法的优点。仿真结果表明,所提优化方法求解效率高,能够得到可行的最佳轨迹。
关键词
战术火箭
多
阶段
轨迹
优化
高斯伪谱法
准接触点
复杂约束
迭代策略
Keywords
tactical rocket
multi-stage trajectory optimization
Gauss pseudospectral method
quasi-contact point
complex constraint
iterative strategy
分类号
TJ413.4 [兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
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职称材料
题名
民机编队的多阶段轨迹优化
3
作者
李梦洋
司海青
机构
南京航空航天大学通用航空与飞行学院
出处
《计算机与数字工程》
2023年第10期2300-2304,共5页
基金
南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金项目(编号:kfjj20200731)
国家自然科学基金委民航联合基金重点项目(编号:U2033202)
+2 种基金
教育部2021年第一批产学研合作协同育人项目(编号:202101042005)
津发科技-工效学会“人因与工效学”项目
中央高校基本科研业务费专项资金项目(编号:NS2020051)资助。
文摘
针对编队在民航领域的应用问题,论文提出了一种多阶段轨迹优化模型。首先对编队飞行进行描述,将整个航程划分为起飞爬升段、编队段、进近降落段,与现有航线网络相结合,以具体航路点确保相邻阶段的顺利连接;其次以民机直接运行成本为指标,采用中国民用航空局成本计算方法,确定编队飞机的机型;最后选取时间和燃料消耗为性能指标,建立飞机质心运动方程,设置起降机场、编队航段等约束条件。充分考虑航班各阶段飞行特性和约束,通过数值算例得到两航班编队运行后的最优轨迹,为航班的编队运行提供参考。
关键词
编队飞行
多
阶段
轨迹
优化
直接运行成本
最优飞行
轨迹
Keywords
formation flight
multi-stage trajectory optimization
direct operating cost
optimal flight trajectory
分类号
V212 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于分布式并行伪谱-神经网络算法的双脉冲导弹多阶段协同轨迹优化
被引量：
3
4
作者
刘超越
张成
机构
北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室
出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期1988-2000,共13页
基金
国家自然科学基金项目(11532002)。
文摘
为求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题,并考虑将分离的发动机壳体投送至安全区域,提出一种基于高斯伪谱法和人工神经网络的分布式并行算法。针对双脉冲导弹两级脉冲的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个阶段;为预测分离发动机壳体的落点位置,建立射程预测函数,并利用人工神经网络对该函数进行离线拟合,以提高预测速度;在分布式并行算法中各导弹并行独立求解最优轨迹,并引入飞行时间下界约束保证导弹飞行时间一致性。通过两个仿真算例,将该分布式并行算法与集中式算法进行了比较,仿真结果表明,所提的分布式并行算法对于求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题可得到更优的性能指标,以及更高的求解效率。
关键词
双脉冲导弹
协同控制
多
阶段
轨迹
优化
分布式并行算法
高斯伪谱法
神经网络
Keywords
dual-pulse missile
cooperative control
multi-stage trajectory optimization
decentralized parallel algorithm
Gauss pseudospectral method
neural network
分类号
TJ765.31 [兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
火箭垂直回收多阶段最优轨迹规划方法
邵楠
闫晓东
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
11
下载PDF
职称材料
2
基于高斯伪谱法的二级助推战术火箭多阶段轨迹优化
刘超越
张成
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
11
下载PDF
职称材料
3
民机编队的多阶段轨迹优化
李梦洋
司海青
《计算机与数字工程》
2023
0
下载PDF
职称材料
4
基于分布式并行伪谱-神经网络算法的双脉冲导弹多阶段协同轨迹优化
刘超越
张成
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
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职称材料
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