基于改进分段Gauss伪谱法的带推力高超声速飞行器再入轨迹规划 被引量：11

1

作者 蔺君 何英姿 黄盘兴 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1662-1671,共10页

再入轨迹规划是高超声速飞行器领域的热点问题,已吸引了众多国内外专家的关注. Gauss伪谱法以及分段Gauss伪谱法是解决含有多约束轨迹规划问题的一类有效工具.然而,发动机多次点火熄火导致推力不连续以及点火时刻控制输入的连续性要求... 再入轨迹规划是高超声速飞行器领域的热点问题,已吸引了众多国内外专家的关注. Gauss伪谱法以及分段Gauss伪谱法是解决含有多约束轨迹规划问题的一类有效工具.然而,发动机多次点火熄火导致推力不连续以及点火时刻控制输入的连续性要求是带推力高超声速飞行器再入轨迹优化面临的新挑战.本文将问题简化为多脉冲再入轨迹规划问题,基于改进分段Gauss伪谱法生成满足多条件约束的最优再入轨迹.通过设置分段Gauss伪谱法连续性条件,确保飞行器状态与控制输入在分段点处连续衔接.通过无动力自由再入与带推力再入算例对改进分段Gauss伪谱法进行说明,仿真结果也表明,改进分段Gauss伪谱法可有效求解带推力高超声速飞行器再入轨迹规划. 展开更多

关键词 高超声速飞行器 再入轨迹优化 分段gauss伪谱法 多脉冲轨迹规划 推力

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基于能耗优化的四旋翼无人机航迹规划:分段式高斯伪谱法

2

作者 欧阳权 徐罗旻 +3 位作者 杨继阳 薛雅丽 丛玉华 吕建威 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页

在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能... 在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能耗间耦合关系;其次,基于此模型,将考虑能耗优化的航迹规划问题转化为带约束的连续时间优化问题;最后,设计了分段式高斯伪谱法求解出优化航迹,其中通过滑动选取优化子区间的方法,在航点数量较多的复杂飞行任务中有效缩短了计算时间,同时提升了轨迹的平滑性和航点跟踪准确性。仿真和实验结果表明,与传统定航点飞行相比,所提算法能大幅降低飞行能耗,与常用优化算法相比,所提算法在保证能耗优化效果的同时,所需计算时间更短,航点跟踪精度更高。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 能耗优化 航迹规划 分段式高斯伪谱法

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求解复杂约束条件下最优控制问题的分段低阶Gauss伪谱法

3

作者 李炳杰 王磊 马青海 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第5期92-98,共7页

针对含有复杂约束条件的最优控制问题,提出分段低阶Gauss伪谱法。以常规Gauss伪谱法为基础,划分时间区间,在子区间上利用低阶Gauss数值积分离散Bolza型性能指标,利用插值型数值积分的性质离散状态微分方程,利用低阶Gauss伪谱法处理复杂... 针对含有复杂约束条件的最优控制问题,提出分段低阶Gauss伪谱法。以常规Gauss伪谱法为基础,划分时间区间,在子区间上利用低阶Gauss数值积分离散Bolza型性能指标,利用插值型数值积分的性质离散状态微分方程,利用低阶Gauss伪谱法处理复杂约束条件,得到对应的非线性规划。对状态轨线或控制函数较复杂的情形,该方法克服了传统Gauss伪谱法直接在时间区间上配置Gauss点,插值多项式阶数高、数值解不稳定的缺陷,并且数值解局部代数精度高、计算量小。最后将该方法应用于求解飞行器对地打击轨迹规划最优控制问题,结果表明算法有效可行。 展开更多

关键词 最优控制 飞行器轨迹规划 gauss伪谱法

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一种基于伪谱法的助推-补能跳跃滑翔轨迹优化方法 被引量：1

4

作者 雍恩米 魏桐 +2 位作者 刘深深 陈琦 余婧 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期893-902,共10页

针对大气层边缘补能-跳跃滑翔运动,建立了一种助推-补能跳跃滑翔全程空间运动模型以及补能滑翔段无量纲运动方程。提出了一种基于Gauss伪谱法的动态分段串行优化策略,可对助推段俯仰程序角、补能-跳跃滑翔段飞行攻角、倾侧角以及补能时... 针对大气层边缘补能-跳跃滑翔运动,建立了一种助推-补能跳跃滑翔全程空间运动模型以及补能滑翔段无量纲运动方程。提出了一种基于Gauss伪谱法的动态分段串行优化策略,可对助推段俯仰程序角、补能-跳跃滑翔段飞行攻角、倾侧角以及补能时刻等轨迹控制变量进行求解,实现含连续/离散控制变量的轨迹优化一体化设计。分别对助推-补能跳跃滑翔和助推-拟平衡滑翔轨迹优化开展仿真,验证了针对补能-跳跃滑翔轨迹的分段串行优化策略的有效性,同时分析了相同助推规模和飞行器质量条件下,补能跳跃轨迹相较拟平衡滑翔轨迹在增大飞行时间、航程和机动过载能力上更具优势。 展开更多

关键词 补能-跳跃滑翔 gauss伪谱法 轨迹优化 拟平衡滑翔 突防

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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

5

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。 展开更多

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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Gauss伪谱法的再入可达域计算方法 被引量：11

6

作者 王涛 张洪波 +1 位作者 李永远 汤国建 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期75-80,共6页

为了加快优化速度和提高优化质量,提出一种基于Gauss伪谱法的再入可达域计算方法。鉴于再入时一般采用固定的攻角剖面,将攻角作为状态变量,仅对倾侧角进行单变量寻优。优化过程中,再入纵程被视为终端约束,以获取不同纵程下的最大横程,... 为了加快优化速度和提高优化质量,提出一种基于Gauss伪谱法的再入可达域计算方法。鉴于再入时一般采用固定的攻角剖面,将攻角作为状态变量,仅对倾侧角进行单变量寻优。优化过程中,再入纵程被视为终端约束,以获取不同纵程下的最大横程,将速度倾角视为过程约束,以消除弹道的跳跃现象。通过仿真,求解出了通用航空飞行器的再入可达域,结果与间接法的理论证明一致。 展开更多

关键词 再入 可达域 gauss伪谱法 攻角剖面 横程

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求解含复杂约束非线性最优控制问题的改进Gauss伪谱法 被引量：18

7

作者 孙勇 张卯瑞 梁晓玲 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期672-678,共7页

针对含有复杂约束条件的非线性最优控制问题,提出了一种改进的Gauss伪谱法(Improved Gauss pseudospectral method,IGPM).这类问题难以得到解析解,特别是有些问题不存在解析的模型,一些参数只能通过查表得到,使得传统方法难以求解.在传... 针对含有复杂约束条件的非线性最优控制问题,提出了一种改进的Gauss伪谱法(Improved Gauss pseudospectral method,IGPM).这类问题难以得到解析解,特别是有些问题不存在解析的模型,一些参数只能通过查表得到,使得传统方法难以求解.在传统的Gauss伪谱法的基础上,将非线性的终端状态积分约束等价地转化为线性形式,提出了IGPM,通过协态映射定理可以计算出协态变量,检验最优性,使得IGPM具有间接法一样的精度.并且给出了初始时刻协态变量和端点时刻控制变量的计算方法.为了提高解的精度,基于IGPM提出了迭代算法,最后将该算法应用于求解高超声速飞行器上升段轨迹优化问题,结果表明最优轨迹基本满足路径约束条件和最优性条件. 展开更多

关键词 非线性最优控制 改进的gauss伪谱法 协态映射 路径约束

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采用Gauss伪谱法的小推力日-火Halo轨道转移优化设计 被引量：8

8

作者 曹喜滨 张相宇 王峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1047-1054,共8页

针对日-地Halo轨道到日-火Halo轨道的小推力轨道转移问题,给出一种基于不变流形理论和Gauss伪谱法的优化设计方法。首先,在日心惯性坐标系中建立小推力轨道优化模型,并基于不变流形理论给出轨道转移中流形出口和入口的选择原则,应用该... 针对日-地Halo轨道到日-火Halo轨道的小推力轨道转移问题,给出一种基于不变流形理论和Gauss伪谱法的优化设计方法。首先,在日心惯性坐标系中建立小推力轨道优化模型,并基于不变流形理论给出轨道转移中流形出口和入口的选择原则,应用该原则在日-地系统中选择流形出口,在日-火系统中选择流形入口,并将其作为轨道转移的初末状态;然后基于Gauss伪谱法将最优控制问题离散化为非线性规划(NLP)问题,并采用基于逆多项式的形状算法给出了NLP初值的计算方法;最后对该轨道转移问题进行了数学仿真。仿真结果表明:Gauss伪谱法可有效用于小推力日-火Halo轨道转移的优化,且采用逆多项式形状算法得到的初值具有初始误差小,使得NLP收敛速度快的特点。 展开更多

关键词 gauss伪谱法 不变流形 HALO轨道 小推力

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基于Gauss伪谱法的助推-滑翔飞行器多阶段约束轨迹优化(英文) 被引量：18

9

作者 关成启 陈聪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2512-2518,共7页

在同时存在路径约束和边界条件时确定助推-滑翔飞行器的最优运动轨迹是近年来的热点问题。本文讨论了助推-滑翔飞行器的具有最大纵向航程和横向航程的两种最优轨迹。Gauss伪谱法是由Benson和Huntington提出的,在求解复杂的最优控制问题... 在同时存在路径约束和边界条件时确定助推-滑翔飞行器的最优运动轨迹是近年来的热点问题。本文讨论了助推-滑翔飞行器的具有最大纵向航程和横向航程的两种最优轨迹。Gauss伪谱法是由Benson和Huntington提出的,在求解复杂的最优控制问题时有较快的收敛速度并能提供高精度的解。文中介绍了该方法并利用其将轨迹优化问题变换为可由NLP求解器进行数值求解的非线性规划问题。文中还介绍了其它相关的技术,例如端点控制的计算方法、处理包含奇异弧段的多阶段问题的处理方法、获得初始猜测值的方法和验证结果的方法等。仿真结果可以说明在给定的热流、过载和动压约束下最优轨迹的若干关键特性。通过优化和仿真计算,同时证明了此方法的实用性和有效性。 展开更多

关键词 轨迹优化 最优控制 gauss伪谱方法 助推-滑翔飞行器 直接变换法

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基于Gauss伪谱法的制导炸弹最优弹道研究 被引量：6

10

作者 庞威 谢晓方 +2 位作者 孙涛 郑力会 孙海文 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期12-21,共10页

针对滑翔增程制导炸弹快速打击固定目标的弹道优化问题,给出了一种基于Gauss伪谱法的优化方法。以制导炸弹的飞行时间为性能指标,将控制系统简化为一阶惯性环节,引入虚拟控制量作为优化变量;同时,为满足炸弹本身结构和攻击目标的要求,... 针对滑翔增程制导炸弹快速打击固定目标的弹道优化问题,给出了一种基于Gauss伪谱法的优化方法。以制导炸弹的飞行时间为性能指标,将控制系统简化为一阶惯性环节,引入虚拟控制量作为优化变量;同时,为满足炸弹本身结构和攻击目标的要求,添加过程约束和末端约束,建立了纵向平面内的弹道优化模型。通过Gauss伪谱法对方程中的控制变量和状态变量离散化,将其转化为非线性规划(Non-linear programming,NLP)问题,采用序列二次规划(Sequential quadratic programming,SQP)方法进行了求解;基于协态映射定理和一阶必要性最优条件,对求解的结果进行了验证,并与常规最大升阻比法进行了对比。结果表明,Gauss伪谱法不仅能够提高制导炸弹的射程,而且还能够优化炸弹飞行时间。优化后的飞行时间缩短了9.3%以上。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 制导炸弹 gauss伪谱法 非线性规划 序列二次规划法 弹道优化

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基于Gauss伪谱法的航天器气动力辅助平面变轨问题研究 被引量：3

11

作者 符俊 蔡洪 李安梁 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期95-99,110,共6页

气动力辅助变轨技术可以有效地节约燃料,是未来航天器新型变轨技术的发展方向之一。该文采用Gauss伪谱法对航天器从高轨道向低轨道共面轨道转移问题进行了研究。在考虑热流限制、控制约束的条件下,得到了航天器大气飞行段的次优轨迹,并... 气动力辅助变轨技术可以有效地节约燃料,是未来航天器新型变轨技术的发展方向之一。该文采用Gauss伪谱法对航天器从高轨道向低轨道共面轨道转移问题进行了研究。在考虑热流限制、控制约束的条件下,得到了航天器大气飞行段的次优轨迹,并对轨迹特性进行了分析,证明优化结果满足一阶最优性必要条件。同时采用间接法处理该问题,对两种方法的计算结果进行了比较。仿真分析表明:Gauss伪谱法处理约束方法简单,解的精度高,且克服了间接法对初值敏感、鲁棒性差的缺点,适合应用于航天器大气内轨迹优化问题。 展开更多

关键词 轨迹优化 升力系数 gauss伪谱法 打靶法 轨道转移

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基于Gauss伪谱法的平流层飞艇上升段航迹规划 被引量：3

12

作者 张礼学 王中伟 +1 位作者 杨希祥 宋庆雷 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1205-1209,1216,共6页

引入净浮力计算方法,完善了平流层飞艇航迹规划问题的数学模型,并通过对其飞行过程的分析,得出了模型的目标函数和约束条件.基于Gauss伪谱法对时间最少和能量最省2种情况下的平流层飞艇上升段航迹进行了规划.仿真结果表明,飞艇的最短上... 引入净浮力计算方法,完善了平流层飞艇航迹规划问题的数学模型,并通过对其飞行过程的分析,得出了模型的目标函数和约束条件.基于Gauss伪谱法对时间最少和能量最省2种情况下的平流层飞艇上升段航迹进行了规划.仿真结果表明,飞艇的最短上升时间为2 913.6s,在时间允许的情况下飞艇可以实现零耗能升空.仿真结果可为平流层飞艇的总体设计提供有益参考. 展开更多

关键词 平流层飞艇 航迹规划 最优控制 gauss伪谱法

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基于Gauss伪谱法的固体运载火箭上升段轨迹快速优化研究 被引量：61

13

作者 杨希祥 张为华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期15-21,共7页

研究Gauss伪谱法在多级固体运载火箭上升段轨迹快速优化设计中的应用。针对多级固体运载火箭上升段轨迹优化的特点,研究了求解多阶段最优控制问题的Gauss伪谱法,引入连接点概念处理间断点,设计了边界控制变量计算方法。为进一步提高轨... 研究Gauss伪谱法在多级固体运载火箭上升段轨迹快速优化设计中的应用。针对多级固体运载火箭上升段轨迹优化的特点,研究了求解多阶段最优控制问题的Gauss伪谱法,引入连接点概念处理间断点,设计了边界控制变量计算方法。为进一步提高轨迹优化速度,设计了含初值生成器的Gauss伪谱法串行轨迹优化策略,实现了固体运载火箭上升段轨迹快速优化。仿真结果表明,采用提出的优化方法优化一条上升段轨迹所用时间为2～3分钟,终端约束和路径约束均得到很好满足,算法求解精度高,对初值依赖性小,设计的边界控制变量计算方法可行。 展开更多

关键词 gauss伪谱法 运载火箭 上升段轨迹 优化

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基于Gauss伪谱法的空空导弹最优中制导律设计 被引量：17

14

作者 杨希祥 张为华 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期28-32,共5页

研究Gauss伪谱法在空空导弹最优中制导律设计中的应用。建立空空导弹中制导律设计问题最优控制模型,首次提出采用Gauss伪谱法求解最优中制导律设计问题的思路,详细阐述了求解流程,通过仿真算例验证了求解方法的有效性,并同比例导引、打... 研究Gauss伪谱法在空空导弹最优中制导律设计中的应用。建立空空导弹中制导律设计问题最优控制模型,首次提出采用Gauss伪谱法求解最优中制导律设计问题的思路,详细阐述了求解流程,通过仿真算例验证了求解方法的有效性,并同比例导引、打靶法等传统方法进行了对比。仿真结果表明,综合考虑性能指标、计算精度、计算效率等因素,Gauss伪谱法具有明显优势,Gauss伪谱法求解结果和求解效率与配点个数密切相关。研究结果为空空导弹中制导律设计提供理论参考。 展开更多

关键词 空空导弹 中制导律 最优控制 gauss伪谱法

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基于Gauss伪谱法的导弹过渡段控制律设计 被引量：5

15

作者 汪立新 冷杉 王建华 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第5期906-909,共4页

针对滑翔段到巡航段的过渡段控制问题,在考虑地球自转和冲压约束及巡航段初始状态约束条件下,建立了导弹控制律设计模型.运用Gauss伪谱法将最优控制问题转换为非线性规划问题,利用SNOPT对非线性规划问题进行求解.仿真结果表明Gauss伪谱... 针对滑翔段到巡航段的过渡段控制问题,在考虑地球自转和冲压约束及巡航段初始状态约束条件下,建立了导弹控制律设计模型.运用Gauss伪谱法将最优控制问题转换为非线性规划问题,利用SNOPT对非线性规划问题进行求解.仿真结果表明Gauss伪谱法对导弹滑翔段到巡航段的过渡段最优控制律求解是有效的。 展开更多

关键词 导弹过渡段 gauss伪谱法 最优控制 SNOPT软件包

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基于两阶段自适应Gauss配点重构伪谱法的电力机车优化操纵 被引量：5

16

作者 刘平 胡云卿 +3 位作者 廖俊 樊力 黎向宇 刘兴高 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2344-2354,共11页

针对中车株洲电力机车有限公司设计的HXD1-C64电力机车,提出一种基于两阶段自适应Gauss配点重构的伪谱法,用于列车优化操纵问题高效快速求解.首先,建立了HXD1-C64电力机车优化操纵数学模型;然后,在推导Legendre-Gauss配点公式的基础上,... 针对中车株洲电力机车有限公司设计的HXD1-C64电力机车,提出一种基于两阶段自适应Gauss配点重构的伪谱法,用于列车优化操纵问题高效快速求解.首先,建立了HXD1-C64电力机车优化操纵数学模型;然后,在推导Legendre-Gauss配点公式的基础上,给出控制变量两阶段自适应Gauss配点策略,第1阶段采用对分配点,第2阶段引入斜率变化分析对控制变量配点进行自适应细分和合并;最后,在运行时间最短目标下对HXD1-C64电力机车优化操纵进行仿真实验.结果显示,相较于控制变量参数化方法和传统高斯伪谱方法(Gauss pseudospectral method,GPM),改进方法获得了更优性能指标和牵引力控制品质,计算时间分别减少91.93%和33.88%,表明了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 HXD1-C64电力机车 优化操纵 两阶段gauss配点重构 gauss伪谱法

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平动点周期轨道间小推力转移的Gauss伪谱法 被引量：3

17

作者 周敬 胡军 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期42-52,共11页

针对三体问题共线平动点附近周期轨道间的小推力转移问题,构造了一种新的形状函数,在此基础上提出了一种基于Gauss伪谱法的优化设计方法。首先,建立小推力轨道转移动力学模型,参考初始轨道和目标轨道的类型,构造一种新的形状函数以近似... 针对三体问题共线平动点附近周期轨道间的小推力转移问题,构造了一种新的形状函数,在此基础上提出了一种基于Gauss伪谱法的优化设计方法。首先,建立小推力轨道转移动力学模型,参考初始轨道和目标轨道的类型,构造一种新的形状函数以近似小推力转移轨道。为满足不同的约束要求,提出了振幅和相位按多项式变化的假设,推导了小推力转移轨道的近似解析解;然后利用Gauss伪谱法将小推力轨道转移的最优控制问题转化为非线性规划问题,并对推导的近似解析解进行解算和处理,为Gauss伪谱法求解非线性规划问题提供较为有效的控制变量的初始猜测值;最后以地月系统L_1点附近Halo轨道间的小推力转移问题为例进行了仿真分析。仿真结果表明,小推力转移轨道近似解析解具备有效性和普适性,使得Gauss伪谱法的迭代效率提高55%以上,同时也表明Gauss伪谱法可有效解决平动点周期轨道间的小推力转移轨道优化设计问题。 展开更多

关键词 平动点 周期轨道 轨道转移 小推力 gauss伪谱法 形状法

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基于Gauss伪谱法的欠驱动航天器姿态优化控制 被引量：3

18

作者 易中贵 戈新生 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第12期1319-1330,共12页

现代航天器一般可以通过三正交反作用动量飞轮对其进行姿态机动控制并任意定位.研究了当其中某一个动量飞轮失效而不能输出完整三轴控制力矩时的欠驱动航天器姿态优化控制问题.在系统动量矩等于零时,其姿态控制问题可以转化为无漂移系... 现代航天器一般可以通过三正交反作用动量飞轮对其进行姿态机动控制并任意定位.研究了当其中某一个动量飞轮失效而不能输出完整三轴控制力矩时的欠驱动航天器姿态优化控制问题.在系统动量矩等于零时,其姿态控制问题可以转化为无漂移系统的非完整运动规划问题.采用Gauss伪谱法(GPM)将带有两个反作用动量飞轮的航天器姿态非完整运动规划问题转换为非线性规划问题(NLP),再通过SQP(sequential quadratic programming)算法求解.通过数值仿真、优化控制能达到设计的零边界控制要求,方便伺服电机对动量飞轮的控制;规划得到的姿态曲线与数值积分得到的曲线几乎完全重叠;权衡最终的优化目标值、运行时间和精度三因素找到合适的插值配点个数;结果表明了该方法对欠驱动航天器的姿态优化控制是有效的. 展开更多

关键词 欠驱动航天器 gauss伪谱法 姿态优化控制 非完整运动规划 非线性规划

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基于分段高斯伪谱法的平行自主泊车路径规划 被引量：10

19

作者 钱立军 吴冰 +1 位作者 仇多洋 胡伟龙 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期1401-1409,共9页

本文中提出一种在不同泊车空间采用分段高斯伪谱法的自主泊车路径规划方法。首先,通过建立车辆运动学模型,结合动力学约束、端点约束和路径避障约束,将自主泊车路径规划问题转换为最优控制问题,而在不同泊车区域内采用分段高斯伪谱法将... 本文中提出一种在不同泊车空间采用分段高斯伪谱法的自主泊车路径规划方法。首先,通过建立车辆运动学模型,结合动力学约束、端点约束和路径避障约束,将自主泊车路径规划问题转换为最优控制问题,而在不同泊车区域内采用分段高斯伪谱法将最优控制问题离散化为非线性问题。接着,以最短泊车完成时间为优化目标函数,采用内点法对非线性问题进行优化求解得到最优泊车路径。然后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,并设定了5种不同泊车位长度的平行自主泊车工况,其泊车位长度分别为车长的1.1~1.8倍。仿真结果表明,所提出的方法可统一有效对自主泊车路径规划问题进行求解,且与传统伪谱法相比仿真收敛速度更快,泊车时间更短。最后,通过实车试验进一步验证采用所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 自主泊车 路径规划 分段高斯伪谱法 最优控制

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基于Gauss伪谱法的高空飞行器再入段轨迹优化对传热效应的影响分析 被引量：1

20

作者 邵嘉健 薛鹏飞 《导弹与航天运载技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第1期11-15,共5页

基于Gauss伪谱法和二阶有限差分(Gauss Pseudospectral Method,GPM),研究了再入过程中高速飞行器的传热问题,并依据最内温层升温最小的目的进行飞行轨迹的数值优化。主要思路:构造传热分析模型,并依据传热方程构造每一温层的传热微分方... 基于Gauss伪谱法和二阶有限差分(Gauss Pseudospectral Method,GPM),研究了再入过程中高速飞行器的传热问题,并依据最内温层升温最小的目的进行飞行轨迹的数值优化。主要思路:构造传热分析模型,并依据传热方程构造每一温层的传热微分方程;将各温层微分方程以及动力学微分方程作为伪谱法中的微分方程约束条件代入,进行轨迹数值优化设计;利用少量LG点构造拉格朗日多项式,再通过一维插值获得大量LG点的值,获得更高精度的拟合结果曲线。以某高超声速飞行器为对象用本方法进行数值计算,结果验证了方法具有一定的可行性。 展开更多

关键词 gauss伪谱法 传热分析模型 轨迹优化设计

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