CAJ | 학술논문

针对火星定点着陆任务大气进入段的轨迹规划问题,给出了一种基于hp-Radau伪谱法的快速优化算法.综合考虑大气进入段的动力学约束、边值约束、以及着陆器的机动能力约束和安全性约束,结合hp-Radau伪谱法的配点特性,将轨迹优化问题转换成一个大规模多约束参数优化问题,给出了大气进入段轨迹优化问题的求解框架；为了提高算法的计算效率,给出了参数优化过程中雅克比矩阵的解析表达式；并通过数学仿真对本文算法进行了数值验证,结果表明:(1) hp-Radau伪谱法可有效应用于火星着陆大气进入段的轨迹规划问题,并且比Radau伪谱法具有更强的针对性和更高的计算效率；(2)与数值差分方法求解雅克比矩阵相比,引入雅克比矩阵的解析表达式能够将算法的计算效率和耗时稳定性大大提高,分别为58.75％和85.58％.
침대화성정점착륙임무대기진입단적궤적규화문제,급출료일충기우hp-Radau위보법적쾌속우화산법.종합고필대기진입단적동역학약속、변치약속、이급착륙기적궤동능력약속화안전성약속,결합hp-Radau위보법적배점특성,장궤적우화문제전환성일개대규모다약속삼수우화문제,급출료대기진입단궤적우화문제적구해광가；위료제고산법적계산효솔,급출료삼수우화과정중아극비구진적해석표체식；병통과수학방진대본문산법진행료수치험증,결과표명:(1) hp-Radau위보법가유효응용우화성착륙대기진입단적궤적규화문제,병차비Radau위보법구유경강적침대성화경고적계산효솔；(2)여수치차분방법구해아극비구진상비,인입아극비구진적해석표체식능구장산법적계산효솔화모시은정성대대제고,분별위58.75％화85.58％.