宇航学报
宇航學報
우항학보
JOURNAL OF ASTRONAUTICS
2010年
7期
1775-1781
,共7页
临近空间飞行器%上升段轨迹优化%气动数据%Gauss伪谱法%序贯二次规划
臨近空間飛行器%上升段軌跡優化%氣動數據%Gauss偽譜法%序貫二次規劃
림근공간비행기%상승단궤적우화%기동수거%Gauss위보법%서관이차규화
综合考虑密度变化、声速变化、发动机推力变化及地球引力等因素对飞行轨迹的影响,研究了与实际飞行环境更加相符的临近空间飞行器燃料最优爬升轨迹.针对该问题在气动数据处理和优化求解上存在的困难,提出一种基于Gauss伪谱法(Gauss Pseudospectral Method, GPM)的求解策略.首先,依据气动数据特点,设计拟合模型对气动参数进行高精度拟合;其次,为避免间接法和传统直接法的缺点,将Gauss伪谱法和序贯二次规划(Sequential Quadratic Programming, SQP)相结合,对存在边值及加速度约束的轨迹优化问题进行求解,获得最优飞行轨迹.仿真结果表明,在更为真实的飞行环境下,利用GPM和SQP相结合的方法可在5.83 s获得一条精度为10-4～10-6左右的飞行轨迹.
綜閤攷慮密度變化、聲速變化、髮動機推力變化及地毬引力等因素對飛行軌跡的影響,研究瞭與實際飛行環境更加相符的臨近空間飛行器燃料最優爬升軌跡.針對該問題在氣動數據處理和優化求解上存在的睏難,提齣一種基于Gauss偽譜法(Gauss Pseudospectral Method, GPM)的求解策略.首先,依據氣動數據特點,設計擬閤模型對氣動參數進行高精度擬閤;其次,為避免間接法和傳統直接法的缺點,將Gauss偽譜法和序貫二次規劃(Sequential Quadratic Programming, SQP)相結閤,對存在邊值及加速度約束的軌跡優化問題進行求解,穫得最優飛行軌跡.倣真結果錶明,在更為真實的飛行環境下,利用GPM和SQP相結閤的方法可在5.83 s穫得一條精度為10-4～10-6左右的飛行軌跡.
종합고필밀도변화、성속변화、발동궤추력변화급지구인력등인소대비행궤적적영향,연구료여실제비행배경경가상부적림근공간비행기연료최우파승궤적.침대해문제재기동수거처리화우화구해상존재적곤난,제출일충기우Gauss위보법(Gauss Pseudospectral Method, GPM)적구해책략.수선,의거기동수거특점,설계의합모형대기동삼수진행고정도의합;기차,위피면간접법화전통직접법적결점,장Gauss위보법화서관이차규화(Sequential Quadratic Programming, SQP)상결합,대존재변치급가속도약속적궤적우화문제진행구해,획득최우비행궤적.방진결과표명,재경위진실적비행배경하,이용GPM화SQP상결합적방법가재5.83 s획득일조정도위10-4～10-6좌우적비행궤적.
