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题名高超声速巡航气动参数/轨迹联合优化与算法比较
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作者
王开强
张柏楠
左光
侯砚泽
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机构
北京空间技术研制试验中心
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出处
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2020年第2期16-22,共7页
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基金
国家自然科学基金(61403028)。
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文摘
针对高超声速稳态巡航飞行的气动参数/轨迹联合优化问题,设计了嵌套形式的两级优化器。其中,内层优化器针对巡航轨迹进行优化,优化算法选用序列二次规划算法(Sequential Quadratic Programming,SQP);外层优化器基于巡航轨迹的优化结果,对气动参数进行优化,分别采用序列二次规划算法、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和基于两者的混合算法进行优化。对整个联合优化问题进行了描述,对嵌套联合优化的方法优势和流程进行了说明。给出了嵌套优化器在内外2层的优化模型,包含设计变量、目标函数和约束条件。最后,进行了多组联合优化仿真,得到了巡航航程随升阻比提高的优化幅度曲线。同时,对不同外层优化算法下的优化全局性、计算效率等进行了对比分析,并结合各方法的优缺点,给出了实际优化问题中优化算法选用的建议。
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关键词
高超声速稳态巡航
气动参数
巡航轨迹
联合优化
嵌套两级优化
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Keywords
hypersonic steady-state cruise
aerodynamic parameters
cruise trajectory
integrated optimization
nested two-level optimization
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分类号
V421.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名多约束巡航轨迹优化方法
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作者
林木
蒲小平
荣思远
周宏宇
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机构
国防科技大学
空军装备部
哈尔滨工业大学
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出处
《战术导弹技术》
北大核心
2020年第5期101-105,113,共6页
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文摘
针对飞行器巡航段飞行中约束条件多、环境干扰多的特点,建立了包括载荷、热环境和控制在内的多种约束模型;同时,以实现精确中末制导交班的条件下燃料消耗最少的目标,建立了多约束巡航段轨迹优化模型。由于巡航段约束多、航程远,由优化模型转化而来的非线性规划(NLP)问题维度很高,增加了轨迹优化的难度;因此,提出一种改进伪谱法,借助遗传算法实现节点数量、节点位置以及差值多项式阶次的自适应调整,在保证计算精度的前提下避免了不必要的网格细化,进而提高了混合优化算法的求解效率。
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关键词
巡航轨迹
轨迹优化
伪谱法
遗传算法
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Keywords
cruising trajectory
trajectory optimization
pseudospectral method
genetic algorithm
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分类号
V448
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名有动力通用再入飞行器的轨迹设计与优化
被引量：3
- 3
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作者
康炳南
唐硕
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机构
西北工业大学航天学院
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第4期738-743,共6页
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基金
国家级项目
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文摘
研究了有动力通用再入飞行器的燃料最优巡航轨迹,将问题转化为求解最优稳态巡航轨迹和最优周期巡航轨迹问题。基于稳态动力学方程求解了全局最优稳态巡航轨迹,采用直接打靶法求解了最优周期巡航轨迹,求解过程均考虑了质量变化。结果表明,与全局最优稳态巡航轨迹相比,在一个周期内,最优周期巡航轨迹在燃料消耗和吸热量两个方面都更具优势,采用超燃冲压发动机和火箭发动机分别可以节省4.75%和3.96%的燃料,吸热量分别减小10.4%和5.9%。
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关键词
最优周期巡航轨迹
最优稳态巡航轨迹
非线性规划
最优飞行轨迹
通用再入飞行器
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Keywords
optimal periodic cruise
optimal steady-state cruise
nonlinear programming
optimal trajectory
common aero vehicle
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分类号
V412.44
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名高超声速飞行器最优周期巡航轨迹优化
被引量：2
- 4
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作者
马辉
袁建平
方群
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机构
西北工业大学航天学院
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出处
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2008年第4期31-34,共4页
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文摘
以高超声速飞行器为对象,利用Lagrange乘子法和共轭梯度法对最优周期巡航轨迹进行了研究,并给出了次优周期巡航轨迹的设计方法。最后利用优化方法对最优稳态巡航、次优周期巡航和最优周期巡航进行了数值分析。仿真结果表明,与稳态最优巡航相比,考虑过载≤6约束时燃料节省7.68%,综合过载和加热率约束时燃料节省3.98%。
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关键词
高超声速飞行器
最优周期巡航轨迹
共轭梯度法
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Keywords
hypersonic vehicle
optimal periodic cruise trajactory
conjugate-gradient method
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分类号
V412.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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