改進(jìn)多段高斯偽譜法的近空間可變翼飛行器小翼伸縮優(yōu)化研究
發(fā)布時(shí)間:2022-04-27 20:01
針對(duì)Gauss偽譜法在處理近空間可變翼飛行器最省燃油軌跡優(yōu)化與可變小翼伸縮狀態(tài)的最優(yōu)關(guān)系等問題時(shí)存在計(jì)算量大、計(jì)算效率低下、優(yōu)化精度低等缺陷,本文提出一種改進(jìn)的多段整合優(yōu)化的高斯偽譜法的求解策略?紤]到本文研究對(duì)象帶有可伸縮小翼的特殊性及飛行過程中聲速、密度、地球引力及發(fā)動(dòng)機(jī)推力變化等因素的影響,對(duì)爬升模態(tài)進(jìn)行合理分段,建立多段優(yōu)化模型,應(yīng)用本文所提的改進(jìn)方法進(jìn)行了整體優(yōu)化仿真試驗(yàn)。通過數(shù)值仿真得到整個(gè)爬升各子段的最少耗油爬升軌跡及小翼伸縮狀態(tài)。仿真結(jié)果表明:改進(jìn)后的優(yōu)化方法在計(jì)算時(shí)長(zhǎng)、優(yōu)化精度等整體性能上得到了進(jìn)一步的提升。
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【文章目錄】:
1 非線性最優(yōu)控制及多段軌跡優(yōu)化問題描述
1.1 一般Gauss 偽譜法
1.2 分段優(yōu)化問題描述
2 爬升多子段優(yōu)化模型與優(yōu)化策略建立
2.1 近空間可變翼飛行器構(gòu)型參數(shù)
2.2 可變翼飛行器模型建立
1)動(dòng)力學(xué)模型:可變翼飛行器爬升段數(shù)學(xué)模型[17]為:
2) 發(fā)動(dòng)機(jī)模型:
3) 大氣環(huán)境模型[18]:
4) 氣動(dòng)力模型:
2.3 爬升各子段劃分
2.4 爬升段約束條件
2.4.1 邊界約束
2.4.2 路徑約束
1)熱流率約束:
2)動(dòng)壓約束:
3)過載約束:
2.4.3 控制量與狀態(tài)量約束
2.4.4 間斷點(diǎn)約束
2.5 優(yōu)化指標(biāo)函數(shù)建立
2.6 爬升多子段小翼伸縮優(yōu)化模型建立
2.7 多段優(yōu)化策略建立
3 仿真分析
3.1 初始條件及參數(shù)設(shè)定
3.2 仿真結(jié)果分析
4 結(jié)論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近空間可變翼飛行器爬升段小翼伸縮優(yōu)化研究[J]. 徐文螢,江駒,蔣爍瑩,鄭亞龍. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]基于改進(jìn)Gauss偽譜法的高超聲速飛行器航跡規(guī)劃[J]. 張重陽(yáng),舒健生,姚群,牛曉潔,武健. 飛行力學(xué). 2017(05)
[3]空間可變翼飛行器小翼伸縮自適應(yīng)滑?刂芠J]. 楊銘超,江駒,甄子洋,李騰. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[4]基于hp自適應(yīng)偽譜法的飛行器多階段軌跡優(yōu)化[J]. 邱文杰,孟秀云. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]應(yīng)用偽譜法的運(yùn)載火箭在線制導(dǎo)方法研究[J]. 張志國(guó),余夢(mèng)倫,耿光有,宋強(qiáng). 宇航學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]近空間飛行器爬升段跟蹤控制[J]. 顧臣風(fēng),江駒,吳雨珊. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(11)
[7]偽譜法在飛行器軌跡優(yōu)化中應(yīng)用分析[J]. 胡松啟,陳雨. 火箭推進(jìn). 2014(05)
[8]近空間高超聲速飛行器控制的幾個(gè)科學(xué)問題研究[J]. 孫長(zhǎng)銀,穆朝絮,余瑤. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(11)
[9]求解含復(fù)雜約束非線性最優(yōu)控制問題的改進(jìn)Gauss偽譜法[J]. 孫勇,張卯瑞,梁曉玲. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(05)
[10]基于Gauss偽譜法的高超聲速飛行器多約束三維再入軌跡優(yōu)化[J]. 姚寅偉,李華濱. 航天控制. 2012(02)
博士論文
[1]基于改進(jìn)Gauss偽譜法的高超聲速飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)[D]. 孫勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]近空間可變翼飛行器小翼最優(yōu)伸縮策略研究[D]. 徐文螢.南京航空航天大學(xué) 2019
本文編號(hào):3649083
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【文章目錄】:
1 非線性最優(yōu)控制及多段軌跡優(yōu)化問題描述
1.1 一般Gauss 偽譜法
1.2 分段優(yōu)化問題描述
2 爬升多子段優(yōu)化模型與優(yōu)化策略建立
2.1 近空間可變翼飛行器構(gòu)型參數(shù)
2.2 可變翼飛行器模型建立
1)動(dòng)力學(xué)模型:可變翼飛行器爬升段數(shù)學(xué)模型[17]為:
2) 發(fā)動(dòng)機(jī)模型:
3) 大氣環(huán)境模型[18]:
4) 氣動(dòng)力模型:
2.3 爬升各子段劃分
2.4 爬升段約束條件
2.4.1 邊界約束
2.4.2 路徑約束
1)熱流率約束:
2)動(dòng)壓約束:
3)過載約束:
2.4.3 控制量與狀態(tài)量約束
2.4.4 間斷點(diǎn)約束
2.5 優(yōu)化指標(biāo)函數(shù)建立
2.6 爬升多子段小翼伸縮優(yōu)化模型建立
2.7 多段優(yōu)化策略建立
3 仿真分析
3.1 初始條件及參數(shù)設(shè)定
3.2 仿真結(jié)果分析
4 結(jié)論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]近空間可變翼飛行器爬升段小翼伸縮優(yōu)化研究[J]. 徐文螢,江駒,蔣爍瑩,鄭亞龍. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]基于改進(jìn)Gauss偽譜法的高超聲速飛行器航跡規(guī)劃[J]. 張重陽(yáng),舒健生,姚群,牛曉潔,武健. 飛行力學(xué). 2017(05)
[3]空間可變翼飛行器小翼伸縮自適應(yīng)滑?刂芠J]. 楊銘超,江駒,甄子洋,李騰. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[4]基于hp自適應(yīng)偽譜法的飛行器多階段軌跡優(yōu)化[J]. 邱文杰,孟秀云. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]應(yīng)用偽譜法的運(yùn)載火箭在線制導(dǎo)方法研究[J]. 張志國(guó),余夢(mèng)倫,耿光有,宋強(qiáng). 宇航學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]近空間飛行器爬升段跟蹤控制[J]. 顧臣風(fēng),江駒,吳雨珊. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(11)
[7]偽譜法在飛行器軌跡優(yōu)化中應(yīng)用分析[J]. 胡松啟,陳雨. 火箭推進(jìn). 2014(05)
[8]近空間高超聲速飛行器控制的幾個(gè)科學(xué)問題研究[J]. 孫長(zhǎng)銀,穆朝絮,余瑤. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(11)
[9]求解含復(fù)雜約束非線性最優(yōu)控制問題的改進(jìn)Gauss偽譜法[J]. 孫勇,張卯瑞,梁曉玲. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(05)
[10]基于Gauss偽譜法的高超聲速飛行器多約束三維再入軌跡優(yōu)化[J]. 姚寅偉,李華濱. 航天控制. 2012(02)
博士論文
[1]基于改進(jìn)Gauss偽譜法的高超聲速飛行器軌跡優(yōu)化與制導(dǎo)[D]. 孫勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]近空間可變翼飛行器小翼最優(yōu)伸縮策略研究[D]. 徐文螢.南京航空航天大學(xué) 2019
本文編號(hào):3649083
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