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基于Gauss伪谱法的临近空间飞行器上升段轨迹优化
被引量：
50
1
作者
宗群
田栢苓
窦立谦
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第7期1775-1781,共7页
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 Pse...
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5.83s获得一条精度为10-4～10-6左右的飞行轨迹。
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关键词
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
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职称材料
RBCC高超声速飞行器上升段轨迹快速优化
被引量：
1
2
作者
闫循良
王舒眉
+1 位作者
王培臣
刘海礼
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1064-1072,共9页
针对火箭基组合循环(RBCC)高超声速飞行器上升段轨迹设计所具有的动力系统工作模态复杂、推力与飞行状态存在强耦合、模型强非线性且存在多种复杂约束限制等典型特征,设计了一种基于序列凸优化的RBCC动力上升段轨迹快速优化方法。针对...
针对火箭基组合循环(RBCC)高超声速飞行器上升段轨迹设计所具有的动力系统工作模态复杂、推力与飞行状态存在强耦合、模型强非线性且存在多种复杂约束限制等典型特征,设计了一种基于序列凸优化的RBCC动力上升段轨迹快速优化方法。针对攻角控制系统是否存在二阶滞后情况,分别建立了适用于RBCC高超声速飞行器上升段轨迹优化的数学模型。基于凸优化理论对原优化模型进行凸化和离散化处理,进而设计了改进的轨迹优化求解策略。以末端机械能最大为优化指标,针对攻角控制系统存在/不存在二阶滞后的情况分别进行了上升段轨迹优化仿真。结果表明,所构建模型和轨迹优化方法可以快速、有效地完成RBCC高超声速飞行器上升段轨迹优化,优化结果符合RBCC动力系统工作特点,且可为RBCC动力运用和攻角控制系统设计提供参考。
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关键词
RBCC
高超声速飞行器
上升段轨迹优化
序列凸
优化
控制系统二阶滞后
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职称材料
基于间接伴随法的大气层内高超声速飞行器最优上升轨迹研究
被引量：
6
3
作者
佘智勇
马广富
沈作军
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第8期1951-1957,共7页
利用修正的无量纲因子,建立了适用于大气层内高速飞行器数值优化的数学模型。创新地采用欧氏空间中超立方体顶点坐标作为协状态初始值的方法解决了伴随方法的初始值估计难题,实现了间接伴随法在最优轨迹优化中的应用。完成并给出了该方...
利用修正的无量纲因子,建立了适用于大气层内高速飞行器数值优化的数学模型。创新地采用欧氏空间中超立方体顶点坐标作为协状态初始值的方法解决了伴随方法的初始值估计难题,实现了间接伴随法在最优轨迹优化中的应用。完成并给出了该方法在真空状态和有空气动力存在的情况下轨迹优化结果,并在控制约束存在的前提下,对上升段轨线进行重规划,仿真结果表明,该方法快速、有效,且具有在线制导的应用潜力。
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关键词
伴随法
初值估计
轨迹
线性化
大气层内
上升段轨迹优化
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职称材料
题名
基于Gauss伪谱法的临近空间飞行器上升段轨迹优化
被引量：
50
1
作者
宗群
田栢苓
窦立谦
机构
天津大学电气工程与自动化学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第7期1775-1781,共7页
基金
天津市科技计划项目(07FZRJGX03600)
国家自然科学基金(60874073)
文摘
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5.83s获得一条精度为10-4～10-6左右的飞行轨迹。
关键词
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
Keywords
Near space vehicle
Ascent phase trajectory optimization
Aerodynamic data
Gauss pseudospectral method
Sequential quadratic programming
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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职称材料
题名
RBCC高超声速飞行器上升段轨迹快速优化
被引量：
1
2
作者
闫循良
王舒眉
王培臣
刘海礼
机构
西北工业大学航天学院
中国商飞民用飞机试飞中心
出处
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期1064-1072,共9页
基金
国家自然科学基金(11602296)
中央高校基本科研业务费(G2022KY0613)资助。
文摘
针对火箭基组合循环(RBCC)高超声速飞行器上升段轨迹设计所具有的动力系统工作模态复杂、推力与飞行状态存在强耦合、模型强非线性且存在多种复杂约束限制等典型特征,设计了一种基于序列凸优化的RBCC动力上升段轨迹快速优化方法。针对攻角控制系统是否存在二阶滞后情况,分别建立了适用于RBCC高超声速飞行器上升段轨迹优化的数学模型。基于凸优化理论对原优化模型进行凸化和离散化处理,进而设计了改进的轨迹优化求解策略。以末端机械能最大为优化指标,针对攻角控制系统存在/不存在二阶滞后的情况分别进行了上升段轨迹优化仿真。结果表明,所构建模型和轨迹优化方法可以快速、有效地完成RBCC高超声速飞行器上升段轨迹优化,优化结果符合RBCC动力系统工作特点,且可为RBCC动力运用和攻角控制系统设计提供参考。
关键词
RBCC
高超声速飞行器
上升段轨迹优化
序列凸
优化
控制系统二阶滞后
Keywords
rocket-based combined cycle
hypersonic vehicle
ascent trajectory optimization
sequential convex optimization
second-order lag of control system
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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职称材料
题名
基于间接伴随法的大气层内高超声速飞行器最优上升轨迹研究
被引量：
6
3
作者
佘智勇
马广富
沈作军
机构
哈尔滨工业大学航天学院
北京航空航天大学
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第8期1951-1957,共7页
基金
国家自然科学基金(60774062)
文摘
利用修正的无量纲因子,建立了适用于大气层内高速飞行器数值优化的数学模型。创新地采用欧氏空间中超立方体顶点坐标作为协状态初始值的方法解决了伴随方法的初始值估计难题,实现了间接伴随法在最优轨迹优化中的应用。完成并给出了该方法在真空状态和有空气动力存在的情况下轨迹优化结果,并在控制约束存在的前提下,对上升段轨线进行重规划,仿真结果表明,该方法快速、有效,且具有在线制导的应用潜力。
关键词
伴随法
初值估计
轨迹
线性化
大气层内
上升段轨迹优化
Keywords
Adjoint method
Initial value estimation
Trajectory linearization
Endoatmospheric
Ascent trajectory optimization
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Gauss伪谱法的临近空间飞行器上升段轨迹优化
宗群
田栢苓
窦立谦
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
50
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
RBCC高超声速飞行器上升段轨迹快速优化
闫循良
王舒眉
王培臣
刘海礼
《西北工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于间接伴随法的大气层内高超声速飞行器最优上升轨迹研究
佘智勇
马广富
沈作军
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
6
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职称材料
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