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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
  • ISSN号:1009-3516
  • 期刊名称:《空军工程大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:O232[理学—运筹学与控制论;理学—数学]
  • 作者机构:[1]空军工程大学理学院,西安710051, [2]空军试验训练基地第二试验训练区武器系统总体试验研究所,甘肃酒泉732750
  • 相关基金:国家自然科学基金(61631019)
中文摘要:

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。

英文摘要:

As for the solution of optimal control issues under conditions of complex restrictive conditions, this paper proposes a segmented low-order Gauss pseudospectral method. In this paper, a nonlinear program issue is obtained by the basis of conventional Gauss pseudospectral method and the temporal intervals compartmentalization. During each subinterval, low-order Gauss numerical integration is utilized for discreteness performance of Bolza problem; the property of interpolated type numerical integration is utilized for discreteness of differential state equation; low-order Gauss pseudospectral method is utilized to process complicate constraints. The method overcomes the shortcomings of a higher order of interpolation polynomial and an unstable numerical solution caused by producing Gaussian points at the interval directly under the situation of complex state orbit and control function, thus, having high local algebraic precision and small computation in numerical solution. Ultimately, the method is applied to optimal trajectory planning for air-to-ground operations. The result shows that the algorithm is effective and feasible.

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期刊信息
  • 《空军工程大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:空军工程大学
  • 主办单位:空军工程大学科研部
  • 主编:于雷
  • 地址:西安市空军工程大学
  • 邮编:710051
  • 邮箱:kgdbjb@163.com
  • 电话:029-8476434
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-3516
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1338/N
  • 邮发代号:52-247
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵"双效"期刊,陕西省优秀科技期刊,2004年中国高校优秀科技期刊二等奖,2006年中国高校优秀科技期刊奖,2008年中国高校优秀科技期刊奖,2009年中国高校科技期刊编辑质量优秀奖,2010年中国高校优秀科技期刊奖,2004年综合性科学技术类核心期刊,2008年综合性科学技术类核心期刊,2009年、2011年RCCSE中国核心学术期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,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)
  • 被引量:5808