复杂约束条件下高超声速飞行器再入轨迹优化 被引量：14

1

作者 张合新 宫梓丰 +1 位作者 蔡光斌 宋睿 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第1期1-6,共6页

针对飞行器材料的物理性质和战略应用实际,设定热流、过载、动压和禁飞区等约束条件,构建了非线性多耦合最优控制问题模型。利用自适应伪谱法进行模型转换,经过网格细化配点优化过程,使状态变化量较大的时间区间被进一步细分,降低了系... 针对飞行器材料的物理性质和战略应用实际,设定热流、过载、动压和禁飞区等约束条件,构建了非线性多耦合最优控制问题模型。利用自适应伪谱法进行模型转换,经过网格细化配点优化过程,使状态变化量较大的时间区间被进一步细分,降低了系统误差的同时将初始最优控制问题转变成非线性规划问题。提出了最大轨迹空间使得优化轨迹满足复杂约束,并使用SNOPT求解器解算出符合条件的最优轨迹。仿真结果表明,再入轨迹可以满足约束条件,在避开禁飞区的同时取得最优指标。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 再入段 轨迹优化 自适应伪谱法 复杂约束

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基于自适应伪谱法的高超声速飞行器再入轨迹优化 被引量：14

2

作者 任鹏飞 王洪波 周国峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2257-2265,共9页

针对高超声速飞行器再入轨迹优化问题,建立考虑地球自转的三自由度再入运动方程,以美国通用空天飞行器为对象建立再入约束模型。采用Legendre-Gauss-Radau配点对3种典型优化问题:最大纵程、最大横程及最小航迹角变化率问题进行离散,将... 针对高超声速飞行器再入轨迹优化问题,建立考虑地球自转的三自由度再入运动方程,以美国通用空天飞行器为对象建立再入约束模型。采用Legendre-Gauss-Radau配点对3种典型优化问题:最大纵程、最大横程及最小航迹角变化率问题进行离散,将连续时间最优控制问题转化为非线性规划问题。基于Legendre多项式近似理论,引入衰减系数构建相对误差估计关系式,并以此提出一种有效的自适应网格重构策略。最终获得了3种典型再入轨迹优化问题的最优解。仿真结果表明,该算法的求解结果与变步长Runge-Kutta-Fehlberg法积分一致。相比传统自适应伪谱法,其配点和区间分配更合理,迭代次数少,求解速度高,且对人工参数不敏感。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 复杂约束 轨迹优化 自适应伪谱法 Legendre系数

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高超声速飞行器机动规避轨迹优化 被引量：13

3

作者 高长生 陈尔康 荆武兴 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期16-21,共6页

为研究高超声速滑翔飞行器规避禁飞区的轨迹设计问题,提出了一种基于拼接的机动规避轨迹优化方法.该方法通过引入拼接点将整条飞行轨迹分为若干段,然后利用能够处理分段优化问题和自动调整配点分布的自适应伪谱法,对高超声速滑翔飞行器... 为研究高超声速滑翔飞行器规避禁飞区的轨迹设计问题,提出了一种基于拼接的机动规避轨迹优化方法.该方法通过引入拼接点将整条飞行轨迹分为若干段,然后利用能够处理分段优化问题和自动调整配点分布的自适应伪谱法,对高超声速滑翔飞行器的机动规避轨迹进行优化设计.仿真结果得到了不同禁飞区和拼接点分布下的机动规避轨迹,这些轨迹能够在满足各种约束条件的情况下有效规避禁飞区并到达指定点,且其中一种轨迹是全局优化方法无法得到的.仿真结果表明,该方法能够用于设计高超声速滑翔飞行器的横向大幅复杂机动轨迹,此外在该方法中拼接点位置还能够控制轨迹的形态. 展开更多

关键词 高超声速 机动 平衡滑翔 自适应伪谱法 拼接

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考虑禁飞区的高超声速飞行器再入跟踪控制 被引量：6

4

作者 宫梓丰 刘刚 +2 位作者 宋睿 吴玉彬 蔡光斌 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期66-72,共7页

为确立高超声速飞行器再入精确模型,参考NASA的研究数据对动力学方程中的气动参数进行拟合。基于飞行器结构的相关性质及战略应用背景,加入热流密度、动压、过载和禁飞区等参考约束的限制,融合成强非线性、复杂耦合的最优控制问题。采... 为确立高超声速飞行器再入精确模型,参考NASA的研究数据对动力学方程中的气动参数进行拟合。基于飞行器结构的相关性质及战略应用背景,加入热流密度、动压、过载和禁飞区等参考约束的限制,融合成强非线性、复杂耦合的最优控制问题。采用改进自适应伪谱法求解模型所构建的微分方程组,通过设置自适应网格细化与配点,使单位时间内状态变量和控制变量波动过大的时间区间被进一步细划,并利用SNOPT求解器解算出符合条件的最优轨迹。设计闭环控制器,实现对最优轨迹的姿态变化的跟踪,测试系统的性能并进行评估。仿真结果表明:整个再入过程中,飞行器速度下降过程偏于平稳,再入轨迹可以满足约束条件,在避开禁飞区的同时取得最大横向航程;三通道角速度收敛可控,对姿态的跟踪较理想,控制器基本可以实现精确调姿。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 再入段 最优控制 自适应伪谱法 姿态跟踪

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运载火箭推力故障下基于智能决策的在线轨迹重规划方法 被引量：6

5

作者 谭述君 何骁 +1 位作者 张立勇 吴志刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1228-1236,共9页

为了提高运载火箭上升段飞行中推力故障下轨迹重规划的计算效率,提出了一种基于智能决策的在线轨迹重规划方法,将原问题转化为最优救援轨道的在线智能决策和成熟的燃料最优轨迹规划问题进行求解。通过离线求解不同故障状态对应的轨迹重... 为了提高运载火箭上升段飞行中推力故障下轨迹重规划的计算效率,提出了一种基于智能决策的在线轨迹重规划方法,将原问题转化为最优救援轨道的在线智能决策和成熟的燃料最优轨迹规划问题进行求解。通过离线求解不同故障状态对应的轨迹重规划问题,建立“故障状态-救援轨道”样本集,基于径向基神经网络建立最优救援轨道的决策模型,并将决策模型装订箭上。在实际飞行中以当前故障状态作为输入,利用决策模型可在线快速决策出最优救援轨道根数,进而求解以救援轨道为目标轨道的燃料最优轨迹规划问题,从而完成推力故障下的在线轨迹重规划。数值仿真表明,与直接求解轨迹重规划问题相比,该方法的计算效率提高了两个数量级以上,同时给出一致的最优救援轨迹。 展开更多

关键词 运载火箭 最优救援轨道 在线轨迹优化 智能决策 径向基神经网络 自适应伪谱法

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基于决策更新的多级火箭弹道重规划技术研究 被引量：3

6

作者 马昊磊 李学锋 《航天控制》 CSCD 北大核心 2019年第2期8-14,共7页

火箭飞行中出现异常状态时,需要对任务弹道进行重新规划,弹道重规划包括任务决策和轨迹规划2部分内容。设计决策等级以确定任务目标,结合目标轨道根数的约束情况,采用自适应伪谱法规划出满足要求的飞行弹道。通过提高约束条件和求解精... 火箭飞行中出现异常状态时,需要对任务弹道进行重新规划,弹道重规划包括任务决策和轨迹规划2部分内容。设计决策等级以确定任务目标,结合目标轨道根数的约束情况,采用自适应伪谱法规划出满足要求的飞行弹道。通过提高约束条件和求解精度实现决策更新,获得更高决策等级的高精度优化解。仿真结果表明,当火箭出现飞行偏差时,这种方案可以快速完成弹道重规划任务,对异常飞行状态实现一定程度的补救挽回。 展开更多

关键词 任务决策 轨迹规划 决策等级 自适应伪谱法

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多约束多规避区全程弹道快速优化方法 被引量：2

7

作者 赵欣 秦伟伟 +2 位作者 张显炀 何兵 闫循良 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期245-252,共8页

研究了多约束多规避区条件下的全程弹道快速优化问题。首先,分类研究了规避区的类型和基本模型;然后,重点考虑端点约束、控制约束、典型过程约束、时间及弹道链接约束和规避区约束等,构建了弹道优化的多种约束模型;最后,提出了一种基于... 研究了多约束多规避区条件下的全程弹道快速优化问题。首先,分类研究了规避区的类型和基本模型;然后,重点考虑端点约束、控制约束、典型过程约束、时间及弹道链接约束和规避区约束等,构建了弹道优化的多种约束模型;最后,提出了一种基于检测点自适应伪谱法的轨迹优化算法,即在多区间伪谱法的基础上,引入曲率和误差判据,创新设计了自适应调整区间密度和区间内配点数的改进策略,构建了自适应伪谱法,进一步在自适应伪谱法的基础上加入检测点进行检测,采用一种基于配点间的检测点法作为解的近似误差评估准则,检验配点间的检测点处对于约束方程的满足程度。仿真结果表明,在不对初值进行猜测的情况下,以全程飞行耗时最短为优化指标,整个弹道优化CPU耗时小于5 s,终端状态参数均满足所有端点约束条件,优化弹道通过侧向绕飞,成功实现对两个规避区的规避,相关参数满足突防能力设计要求。 展开更多

关键词 多约束多规避区 全程弹道优化 自适应伪谱法 最优控制

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高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法 被引量：2

8

作者 黄浩 丰志伟 +2 位作者 葛建全 杨涛 许强强 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期16-23,共8页

为进一步提高高超声速飞行器的突防性能,提出高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法。考虑飞行器180°×360°方向的雷达散射截面,针对原数据尖峰多、收敛难的难题,运用高斯滤波法对其进行预处理,既不改变原数据趋势又... 为进一步提高高超声速飞行器的突防性能,提出高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法。考虑飞行器180°×360°方向的雷达散射截面,针对原数据尖峰多、收敛难的难题,运用高斯滤波法对其进行预处理,既不改变原数据趋势又加以平滑,提高优化问题收敛性能。为使计算所用雷达散射截面数据具备较强的保真性,采用三次样条插值方法调用离散数据计算实时雷达散射截面。完成了高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化问题的建模,以探测概率为目标函数,运用hp自适应Radau伪谱法优化求解,采用逐步计算策略进一步提高优化效率和收敛性能。与传统最短飞行时间弹道对比表明,该方法有效降低了飞行器被雷达发现的概率。 展开更多

关键词 雷达散射截面 低可探测 滑翔弹道优化 自适应伪谱法

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基于检测点伪谱法的飞行器再入轨迹优化 被引量：1

9

作者 张广豪 李振华 刘刚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期125-131,共7页

在滑翔式高超声速飞行器的再入轨迹优化过程中,针对相邻配点间违反飞行禁飞区约束的问题,提出一种基于自适应检测点的伪谱法。该方法根据最大容许误差,首先以双通道优化策略对离散子区间的个数和区间内的配点数进行自适应调整,再根据飞... 在滑翔式高超声速飞行器的再入轨迹优化过程中,针对相邻配点间违反飞行禁飞区约束的问题,提出一种基于自适应检测点的伪谱法。该方法根据最大容许误差,首先以双通道优化策略对离散子区间的个数和区间内的配点数进行自适应调整,再根据飞行禁飞区约束的强度进行检测点自适应设置,在配点和检测点上进行最优控制问题的离散,最后通过非线性规划得出结果。仿真结果表明,该算法计算效率和精度较高,且具有一定鲁棒性。 展开更多

关键词 检测点 轨迹优化 自适应伪谱法 高超声速飞行器 飞行禁飞区

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动能弹垂直再入可行性研究 被引量：1

10

作者 冯必鸣 聂万胜 李柯 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2014年第1期50-55,共6页

根据"上帝之杖"弹道式再入动能打击假想,利用自适应伪谱法分别研究有限推力制动和连续小推力制动作用下动能弹所能达到的最大再入倾角,分析过渡段实现动能弹垂直再入的可行性。通过计算发现,在再入倾角接近垂直的情况下,无论... 根据"上帝之杖"弹道式再入动能打击假想,利用自适应伪谱法分别研究有限推力制动和连续小推力制动作用下动能弹所能达到的最大再入倾角,分析过渡段实现动能弹垂直再入的可行性。通过计算发现,在再入倾角接近垂直的情况下,无论采用哪种制动方式,随着动能弹质量的增加,燃料消耗量急剧增加,动能弹与燃料质量比达到1:9;采用有限推力制动时,能够在较短时间内以接近垂直的倾角再入,但再入速度较低,约3.5 km/s;而采用连续小推力作用时,再入倾角接近垂直,再入速度较高,约7 km/s,但发动机工作时间长,过渡段飞行时间超过1 h。 展开更多

关键词 动能 自适应伪谱法 有限推力 连续小推力 垂直再入

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滑翔飞行器气动外形与轨迹一体化设计优化

11

作者 陈永信 《空天防御》 2021年第3期76-84,共9页

针对滑翔飞行器气动外形与轨迹一体化设计优化问题,提出一种基于序列代理优化的有效设计优化方法。为了获得滑翔飞行器的气动特性参数,提出了一种气动外形参数化建模方法,并基于非结构三角形面元法和流线追踪技术实现了粘性气动系数的... 针对滑翔飞行器气动外形与轨迹一体化设计优化问题,提出一种基于序列代理优化的有效设计优化方法。为了获得滑翔飞行器的气动特性参数,提出了一种气动外形参数化建模方法,并基于非结构三角形面元法和流线追踪技术实现了粘性气动系数的计算。为了获得给定气动外形方案下的最大航程,采用自适应Legendre-Gauss-Radau伪谱法进行了求解。为了提升气动外形与轨迹一体化设计优化的效率,提出了一种基于Kriging代理模型的多采样点高效全局优化算法,并进行了数值校验。计算结果表明:该算法能够有效求解多约束条件下的滑翔飞行器气动外形与轨迹一体化设计优化问题,且相比于传统算法可显著降低耗时学科分析的计算次数。 展开更多

关键词 滑翔飞行器 参数化建模 自适应伪谱法 代理模型 代理优化

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基于自适应伪谱法的载人返回舱着陆段滑模制导方法

12

作者 刘旭 胥彪 +2 位作者 曹涛 李爽 宋婷 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第4期477-484,共8页

针对载人返回舱着陆段使用反推发动机定点着陆问题,基于自适应伪谱法和滑模控制理论提出一种轨迹跟踪制导方案,以同时实现着陆段姿态和轨迹跟踪。首先建立着陆段动力学模型,然后以燃耗最优为目标,使用自适应伪谱法获得着陆段姿态和轨迹... 针对载人返回舱着陆段使用反推发动机定点着陆问题,基于自适应伪谱法和滑模控制理论提出一种轨迹跟踪制导方案,以同时实现着陆段姿态和轨迹跟踪。首先建立着陆段动力学模型,然后以燃耗最优为目标,使用自适应伪谱法获得着陆段姿态和轨迹指令,其次采用滑模控制理论设计了轨迹跟踪制导方法,实现着陆段轨迹跟踪控制,最后采用数值仿真验证了方法的有效性。仿真结果表明:所提方法的燃料消耗和着陆精度均满足反推着陆任务的要求,可为载人飞船反推着陆方案的实施提供有益参考。 展开更多

关键词 载人返回舱 反推着陆 轨迹跟踪制导 自适应伪谱法 滑模控制

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基于hp自适应伪谱法的飞行器多阶段轨迹优化 被引量：19

13

作者 邱文杰 孟秀云 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期412-417,共6页

为解决助推-滑翔飞行器的多阶段多约束轨迹优化问题,在考虑速度约束、轨迹阶段切换点约束与轨迹末端参数约束的条件下,建立了助推-滑翔飞行器纵向运动模型与多阶段轨迹优化模型.采用基于hp自适应伪谱法的Legendre-Gauss-Radau离散点,将... 为解决助推-滑翔飞行器的多阶段多约束轨迹优化问题,在考虑速度约束、轨迹阶段切换点约束与轨迹末端参数约束的条件下,建立了助推-滑翔飞行器纵向运动模型与多阶段轨迹优化模型.采用基于hp自适应伪谱法的Legendre-Gauss-Radau离散点,将该最优控制问题转换为多阶段非线性规划问题,求解得到最大飞行距离轨迹.为解决多阶段轨迹优化算法难以确定位置自由的阶段切换点的问题,基于动态规划的思想,设计了新的多阶段轨迹优化策略.改进后的优化策略在得到了多阶段全局近似最优解结果的同时,减少了原优化算法的计算量.仿真结果表明,改进的hp自适应伪谱法能有效解决多阶段助推-滑翔飞行器轨迹优化问题,优化结果优于最大升阻比滑翔飞行轨迹. 展开更多

关键词 助推-滑翔飞行器 轨迹优化 最优控制 hp自适应伪谱法

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采用hp自适应伪谱法的全自动泊车系统轨迹规划与跟踪控制 被引量：18

14

作者 张家旭 赵健 +1 位作者 施正堂 杨雄 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期176-184,共9页

针对平行泊车和垂直泊车应用场景,提出一种基于hp自适应伪谱法的全自动泊车系统轨迹规划与跟踪控制方法。首先,综合考虑汽车运动学约束、泊车过程中避障约束和边界条件约束,建立泊车轨迹规划问题数学描述,并通过hp自适应伪谱法将其转化... 针对平行泊车和垂直泊车应用场景,提出一种基于hp自适应伪谱法的全自动泊车系统轨迹规划与跟踪控制方法。首先,综合考虑汽车运动学约束、泊车过程中避障约束和边界条件约束,建立泊车轨迹规划问题数学描述,并通过hp自适应伪谱法将其转化成非线性规划问题进行求解;然后,将泊车轨迹跟踪控制问题解耦成了泊车路径跟踪控制问题和泊车速度跟踪控制问题,并基于有限时间稳定性理论设计了泊车路径跟踪快速终端滑模控制律,以及基于“比例+积分”平滑切换准则设计了泊车速度跟踪控制律。结合汽车动力学仿真软件对所提出的全自动泊车系统轨迹规划与跟踪控制方法的可行性和有效性进行验证,结果表明:针对不同泊车起始点,所提出的方法均可以规划出满足约束条件的时间最短泊车轨迹,并能够精确地控制汽车沿着规划的轨迹自动完成泊车操作。 展开更多

关键词 全自动泊车系统 轨迹规划与跟踪控制 hp自适应伪谱法 有限时间稳定

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hp自适应伪谱法在滑翔弹道快速优化中的应用 被引量：13

15

作者 洪蓓 辛万青 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2012年第5期1283-1286,共4页

基于一种求解最优控制问题的新方法——hp自适应伪谱法对滑翔弹道快速优化设计问题进行了研究;该方法将全局伪谱法与有限元法的思想进行结合,采用双层优化策略对细化单元上的配点数和插值多项式的阶次进行自适应调节以满足快速性及精度... 基于一种求解最优控制问题的新方法——hp自适应伪谱法对滑翔弹道快速优化设计问题进行了研究;该方法将全局伪谱法与有限元法的思想进行结合,采用双层优化策略对细化单元上的配点数和插值多项式的阶次进行自适应调节以满足快速性及精度要求;对滑翔弹道优化问题进行了数值仿真计算,用极小值原理验证了仿真所得的弹道是最优弹道,并与Guass伪谱法的仿真结果进行了对比分析;结果表明该优化方法在求解周期性跳跃滑翔弹道时具有更合理的配点分布及更少的计算时间,对初始控制量不敏感、鲁棒性强,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 最优控制 hp自适应伪谱法 滑翔弹道 快速优化

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基于hp自适应伪谱法的飞行器再入轨迹优化与制导 被引量：13

16

作者 夏红伟 李秋实 +2 位作者 李莉 宋效正 王常虹 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期818-823,共6页

研究了一种基于hp自适应伪谱法的飞行器再入在线轨迹优化与制导方法。首先针对飞行器再入段在末速度最大的条件约束下进行了轨迹优化;然后针对再入段地球大气分布不均匀、建模误差、扰动等因素,设计了基于hp自适应伪谱法的反馈制导方法... 研究了一种基于hp自适应伪谱法的飞行器再入在线轨迹优化与制导方法。首先针对飞行器再入段在末速度最大的条件约束下进行了轨迹优化;然后针对再入段地球大气分布不均匀、建模误差、扰动等因素,设计了基于hp自适应伪谱法的反馈制导方法;最后进行了数学仿真研究。仿真结果表明:采用本文提出的反馈制导方法得到的末速度为6.93 km/s,比未采用闭环制导的方法提高了0.33 km/s,并且制导精度提高了15倍。 展开更多

关键词 飞行器再入 hp自适应伪谱法 轨迹优化 反馈制导

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基于自适应伪谱法的UCAV低可探测攻击轨迹规划研究 被引量：12

17

作者 刘鹤鸣 丁达理 +2 位作者 黄长强 黄汉桥 王铀 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期78-84,共7页

研究无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)对地攻击阶段轨迹规划问题。首先,在综合UCAV的气动力特性、发动机推力特性基础上建立UCAV质点模型和动力学模型,并结合UCAV平台初始条件、机动性以及武器投射条件构建约束条件;... 研究无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)对地攻击阶段轨迹规划问题。首先,在综合UCAV的气动力特性、发动机推力特性基础上建立UCAV质点模型和动力学模型,并结合UCAV平台初始条件、机动性以及武器投射条件构建约束条件;针对当前轨迹规划中没有考虑雷达散射截面(radar cross section,RCS)随UCAV姿态角改变而动态变化这一缺陷,建立综合考虑动态RCS的威胁概率和攻击时间的目标函数;然后利用可变低阶自适应伪谱法求得攻击轨迹最优解。对时间最短、RCS固定和考虑动态RCS 3种情况进行仿真。结果表明,考虑动态RCS时,UCAV将根据威胁进行轨迹和姿态调整,极大减小了被敌方威胁捕获的概率。该算法能够提供规划轨迹的高精度状态和控制量信息,有利于实现攻击过程的高精度精细规划控制。 展开更多

关键词 动态雷达散射截面 无人作战飞机 轨迹规划 可变低阶自适应伪谱法

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基于hp自适应伪谱法的多脉冲导弹弹道优化设计 被引量：11

18

作者 明超 孙瑞胜 +1 位作者 白宏阳 孙传杰 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期151-155,共5页

针对多脉冲导弹非连续助推的特点,基于hp自适应伪谱法研究了多约束多阶段的弹道优化设计问题。结合多脉冲导弹的工作过程,给出了弹道的分段准则,在考虑过载、动压及终端弹道参数等约束条件下,建立了运动学模型以及多约束多阶段全弹道优... 针对多脉冲导弹非连续助推的特点,基于hp自适应伪谱法研究了多约束多阶段的弹道优化设计问题。结合多脉冲导弹的工作过程,给出了弹道的分段准则,在考虑过载、动压及终端弹道参数等约束条件下,建立了运动学模型以及多约束多阶段全弹道优化模型。为解决Radau伪谱法处理复杂优化问题时存在的局限性,提出了一种基于hp自适应伪谱法的求解策略,对其最大射程的弹道进行了优化设计,并与传统的最大升阻比方案所得的结果进行了比较分析。仿真结果表明,该方法能有效解决多脉冲导弹弹道优化问题,射程比最大升阻比方案提高了7.8%,研究结果可为多脉冲导弹的弹道总体设计提供参考。 展开更多

关键词 多脉冲导弹 弹道优化 最大射程 hp自适应伪谱法

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基于hp自适应伪谱法的四旋翼无人机编队轨迹优化 被引量：10

19

作者 张博渊 宗群 +1 位作者 鲁瀚辰 邵士凯 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期239-248,共10页

四旋翼无人机编队轨迹优化是实现高精度跟踪控制的基础.研究四旋翼无人机编队轨迹优化问题,首先建立非线性四旋翼无人机模型,并对模型进行简化与参数获取;再考虑四旋翼无人机编队之间的避撞约束、状态量约束及控制输入量约束;最后采用... 四旋翼无人机编队轨迹优化是实现高精度跟踪控制的基础.研究四旋翼无人机编队轨迹优化问题,首先建立非线性四旋翼无人机模型,并对模型进行简化与参数获取;再考虑四旋翼无人机编队之间的避撞约束、状态量约束及控制输入量约束;最后采用可自适应选点的hp自适应伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题进行求解.仿真结果表明,hp自适应伪谱法对于求解6架四旋翼无人机编队的轨迹优化问题具有良好的效果,能够满足工程实际的约束要求. 展开更多

关键词 轨迹优化 四旋翼无人机编队 hp自适应伪谱法

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基于hp自适应伪谱法的智能汽车紧急变道轨迹规划与优化 被引量：10

20

作者 江浩斌 施凯津 +1 位作者 华一丁 陈龙 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期71-78,共8页

为了提高智能汽车紧急变道轨迹规划的实时性和适应性,将紧急变道过程分为初始阶段和跟踪阶段,初始阶段的轨迹由优秀驾驶人紧急变道模型产生,跟踪阶段的轨迹采用Sigmoid函数规划出紧急避让路径。首先通过聚类分析处理优秀驾驶人转向操作... 为了提高智能汽车紧急变道轨迹规划的实时性和适应性,将紧急变道过程分为初始阶段和跟踪阶段,初始阶段的轨迹由优秀驾驶人紧急变道模型产生,跟踪阶段的轨迹采用Sigmoid函数规划出紧急避让路径。首先通过聚类分析处理优秀驾驶人转向操作的实车试验数据,拟合得出紧急变道过程中的方向盘转角随时间的关系(即驾驶人紧急变道模型),作为智能汽车在紧急变道初始阶段不同速度下车辆控制的输入量。然后通过建立与求解约束方程,满足避撞约束、侧向位移约束以及最大侧向加速度约束.得出Sigmoid函数表达式,作为智能汽车在紧急变道过程跟踪阶段的参考路径。最后利用hp自适应伪谱法加入切换点的物理量约束,逼近全局正交多项式的状态量和控制量,自动调整和处理2个阶段的切换点位置和衔接问题.以最小变道距离为目标对跟踪阶段的变道轨迹进行优化。运用PreScan与MATLAB对4种不同工况下的紧急变道轨迹规划进行联合仿真。结果表明:提出的轨迹规划与优化方法在满足各项约束的情况下成功避开障碍物,同时缩短了需要优化的轨迹,优化时间都小于0.9s,并且与基于多项式函数轨迹规划方法相比,该方法能够以距障碍物较远的距离避开障碍物,在不同的车辆速度、道路曲率和障碍物宽度的复杂工况下具有更好的适应性。 展开更多

关键词 汽车工程 紧急变道 hp自适应伪谱法 轨迹规划与优化 智能汽车 驾驶人模型 SIGMOID函数 切换点

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