可重复使用亚轨道飞行器在线解析轨迹优化方法
摘要文本
本发明属于飞行器弹道优化与最优化控制技术领域，公开了一种基于模拟退火粒子群优化算法的可重复使用亚轨道飞行器在线解析轨迹优化方法，其以可重复使用亚轨道飞行器在线轨迹优化问题为背景，针对可重复使用亚轨道飞行器的动力学模型和典型飞行场景，研究其返回段解析运动规律，利用解析解代替传统数值解，大幅提高了单次飞行器轨迹优化效率，并基于模拟退火粒子群优化算法的寻优效率和精度，进而实现在线飞行器轨迹优化，克服可重复使用亚轨道飞行器在返回过程中面临的不确定性干扰。
申请人信息
- 申请人:哈尔滨工业大学
- 申请人地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
- 发明人: 哈尔滨工业大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 可重复使用亚轨道飞行器在线解析轨迹优化方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311244612.0 |
| 申请日 | 2023/9/25 |
| 公告号 | CN117371192A |
| 公开日 | 2024/1/9 |
| IPC主分类号 | G06F30/20 |
| 权利人 | 哈尔滨工业大学 |
| 发明人 | 周宏宇; 刘芳; 方艺忠; 刘佳琪 |
| 地址 | 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号 |
专利主权项内容
1.一种可重复使用亚轨道飞行器在线解析轨迹优化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、根据飞行器的当前运动状态，结合目标点位置，采用模拟退火粒子群优化算法求解参数h和h，并设定飞行器高度-剩余航程剖面的更新步长；122)、将求出的h和h代入以下公式，以更新系数a, a, a, a, a, a，120123453)、将a, a, a, a, a, a代入以下公式，以更新飞行器高度-剩余航程剖面，012345式中，F(R)是一个N阶多项式函数，a, a…为多项式系数，K为待定系数，剩余航程R能根据飞行器的经纬度求出：togoh01htogoR＝μatogotogoeR′(t)＝-Vcosgtogo式中，μ表示R对应的地心角度，下标“E”表示期望终端值，θ, 表示目标点的经纬度；togotogoE4)、结合以下公式求出每步的升力L，5)、将求出的每步的升力代入以下公式后更新飞行器运动状态，式中，D为气动阻力，L为气动升力，σ为倾侧角，g为地球引力加速度，t为飞行时间，G, G和G表示由地球引力和地球自转引起的扰动项，ω为地球平均自转角速度，g为地球引力摄动系数，变量V, γ, ψ, r, θ, 和m分别为亚轨道飞行器的速度、飞行路径角、飞行航向角、地心距、经度、纬度和质量，若记地球平均半径为a，则飞行器的高度为h＝r－a；VγψeJee6)、循环步骤4)～5)，直至达到设定的飞行器高度-剩余航程剖面的更新步长；7)、循环步1)～6)，直至飞行器达到目标点。 （来自 ）