針對月球探測器在有月面地形障礙時(shí)的垂直起飛-垂直降落（Vertical Takc-off Vertical Landing,VTVL）飛行軌跡優(yōu)化問題,基于凸優(yōu)化方法提出一種避障軌跡優(yōu)化算法。首先考慮沒有地形障礙約束時(shí)的VTVL軌跡優(yōu)化問題,利用無損凸化技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題,快速求解獲得初始軌跡,在此基礎(chǔ)上,利用凸的橢球面將地形障礙轉(zhuǎn)化為避障約束,并基于初始軌跡對該約束進(jìn)行線性化處理,形成序列凸優(yōu)化問題進(jìn)行求解。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,本文所提方法能快速高效求解具有地形障礙約束的VTVL避障軌跡優(yōu)化問題。 

【文章來源】：航天控制. 2020,38(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

避障優(yōu)化算法流程

圖2～3分別給出了探測器在場景1和場景2中的三維避障VTVL軌跡曲線。兩種場景中初始軌跡相同，均由求解問題P2獲得，然后利用該初始解建立問題P3。為比較不同避障裕量s的效果，仿真優(yōu)化中分別設(shè)置s=1和s=2來建立避障優(yōu)化問題P3。圖3 場景2:雙障礙時(shí)3D避障VTVL軌跡

圖2 場景1:單一障礙時(shí)3D避障VTVL軌跡優(yōu)化結(jié)果表明，裕量s的大小直接影響最優(yōu)軌跡距離障礙的遠(yuǎn)近，s=1軌跡明顯離障礙物表面較近，同時(shí)燃料消耗也較少。此外，2種場景中最終的避障策略有所差異，單一障礙場景1中，由于障礙物Γ1較高，避障軌跡繞飛經(jīng)過，而多障礙場景2中，對于較矮的障礙物Γ2直接從頂部越過，而對較高障礙物Γ1同樣繞飛經(jīng)過。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于序列凸優(yōu)化的高超聲速滑翔式再入軌跡快速優(yōu)化[J]. 趙黨軍,梁步閣,楊德貴,時(shí)偉.  宇航總體技術(shù). 2017(01)
[2]基于凸優(yōu)化的有限推力遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)移軌跡優(yōu)化[J]. 李鑫,歐陽高翔,孫成明,孫錚,楊新.  航天控制. 2016(03)



本文編號：3560273