载人航天
載人航天
재인항천
MANNED SPACEFLIGHT
2015年
1期
6-12,18
,共8页
月面上升段%联立法%收敛深度控制%轨迹规划
月麵上升段%聯立法%收斂深度控製%軌跡規劃
월면상승단%련입법%수렴심도공제%궤적규화
lunar ascent%simultaneous approach%convergence depth control%trajectory design
为了更好地解决复杂约束下的航天器月面上升段在线轨迹规划问题,提出了一种求解最优轨迹的联立框架.首先利用有限元正交配置法将状态变量和控制变量完全离散化,得到一个非线性规划命题.考虑到命题中含有较多的不等式约束并且会随着有限元的增加而增加,故采用内点算法对非线性规划命题进行求解.离散化后的非线性规划命题的规模大幅度增加,导致了优化计算难度的加大和求解时间的增加,为了便于联立法的在线应用,采用收敛深度控制策略从平衡解的精度和计算效率的角度来改进优化算法的实时性.以某航天器栽人返回任务月面上升段场景为算例进行仿真,结果表明基于联立法求得的最优控制量序列得到的飞行轨迹满足轨道根数的精度要求,同时利用收敛深度控制策略可以实现快速收敛控制.
為瞭更好地解決複雜約束下的航天器月麵上升段在線軌跡規劃問題,提齣瞭一種求解最優軌跡的聯立框架.首先利用有限元正交配置法將狀態變量和控製變量完全離散化,得到一箇非線性規劃命題.攷慮到命題中含有較多的不等式約束併且會隨著有限元的增加而增加,故採用內點算法對非線性規劃命題進行求解.離散化後的非線性規劃命題的規模大幅度增加,導緻瞭優化計算難度的加大和求解時間的增加,為瞭便于聯立法的在線應用,採用收斂深度控製策略從平衡解的精度和計算效率的角度來改進優化算法的實時性.以某航天器栽人返迴任務月麵上升段場景為算例進行倣真,結果錶明基于聯立法求得的最優控製量序列得到的飛行軌跡滿足軌道根數的精度要求,同時利用收斂深度控製策略可以實現快速收斂控製.
위료경호지해결복잡약속하적항천기월면상승단재선궤적규화문제,제출료일충구해최우궤적적련립광가.수선이용유한원정교배치법장상태변량화공제변량완전리산화,득도일개비선성규화명제.고필도명제중함유교다적불등식약속병차회수착유한원적증가이증가,고채용내점산법대비선성규화명제진행구해.리산화후적비선성규화명제적규모대폭도증가,도치료우화계산난도적가대화구해시간적증가,위료편우련입법적재선응용,채용수렴심도공제책략종평형해적정도화계산효솔적각도래개진우화산법적실시성.이모항천기재인반회임무월면상승단장경위산례진행방진,결과표명기우련입법구득적최우공제량서렬득도적비행궤적만족궤도근수적정도요구,동시이용수렴심도공제책략가이실현쾌속수렴공제.
