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基于路径约束分析的跳跃式再入轨迹优化
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V412.4[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]国防科学技术大学航天科学与工程学院,湖南长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金(11372345);国家“973”计划(2013CB733100)
中文摘要:

对于跳跃式再入轨迹优化问题,通常的求解方法是不经任何分析直接约束动压、过载和热流密度,再加上控制变量滚转角的约束,往往使问题变得复杂而难以求解.基于跳跃式再入轨迹的动力学特性,将轨迹进行分段,并逐段分析路径约束的特点和内在联系,建立起它们之间的解析关系式,由此得到跳跃式再入轨迹优化问题中路径约束的串行施加策略.运用该策略可以在某些情况下减少路径约束的个数,降低优化问题的复杂度;选择优化方法时,为了兼顾全局最优性与高精度结果,采用基于粒子群优化(PSO)算法和高斯伪谱法(GPM)的两层优化策略.仿真结果表明,采用两层优化策略可以得到满足约束的高精度解,路径约束串行施加策略正确可行,优化计算结果与理论分析结论一致.

英文摘要:

For skip reentry trajectory optimization problem,path constraints (dynamic pressure,overload and heating rate) are often enforced without analysis.Besides,roll angle also needs to be constrained.These make the optimization problem very different to solve.Based on the dynamic feature,skip reentry trajectory is divided into several phases.Characteristic of path constraints and their relationship between each other in each phase are analyzed.Analytic relations of path constraints are formulated.Then,a pipelining enforcement strategy is proposed,which may reduce the number of path constraints.Considering both the global optimality and high-accuracy of solution,a two-step optimization approach based on particle swarm optimization (PSO) algorithm and Gauss pseudospectral method (GPM) is proposed.The results indicate that the proposed optimization approach can obtain high-accuracy optimal solutions which satisfy the constraints,and the proposed pipelining enforcement strategy of path constraints is valid,numerical optimization results accord with theory analytical results.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676