变信赖域序列凸规划RLV再入轨迹在线重构

作     者：宗群 李智禹 叶林奇 田栢苓 ZONG Qun;LI Zhiyu;YE Linqi;TIAN Bailing

作者机构：天津大学电气自动化与信息工程学院 

基　　金：国家自然科学基金(61673294,61873340,61873340) 装备预研教育部联合基金(6141A02022328) 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2020年第52卷第3期

页      码：147-155页

摘      要：针对可重复使用运载器(RLV)的再入轨迹重构问题,提出一种基于变信赖域序列凸规划的RLV再入轨迹快速求解方法.首先,通过离散化及对非凸约束的线性化处理,将RLV的非凸轨迹优化问题转换为凸优化问题,然后通过序列凸规划方法对凸优化问题进行求解.在序列凸规划求解过程的初始迭代中,采用预测校正算法对初值猜测轨迹进行设计,确定轨迹求解的终端时间;在后续迭代过程中,设计基于优化性能指标的信赖域更新策略,提升算法的收敛性能.在轨迹快速求解方法的基础上,考虑RLV再入过程中可能发生的突发事件,如实际轨迹大幅度偏离参考轨迹或目标点变更,基于变化的初值约束及终端约束在线重构轨迹,并结合重构轨迹和LQR(Linear quadratic regulator)方法设计再入制导律实现对重构轨迹的有效跟踪.最后,将此设计方法与Gauss伪谱法及传统序列凸规划算法进行仿真对比验证.仿真结果表明:变信赖域序列凸规划方法相较于伪谱法和传统的序列凸规划方法在轨迹求解实时性及收敛性方面有较大的提升,具备应用于轨迹在线重构的能力,此外,所提出的轨迹在线重构方法具备良好的鲁棒性以及抗扰性.

主 题 词：可重复使用运载器 再入轨迹优化 凸优化 序列凸规划 轨迹重构 信赖域 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.11918/201904253

馆 藏 号：203885869...