火箭返回着陆问题高精度快速轨迹优化算法
王劲博1
崔乃刚1
郭继峰1
徐大富2
1.哈尔滨工业大学航天工程系,黑龙江哈尔滨,1500012.上海宇航系统工程研究所,上海,201108
摘要：针对垂直起降可重复使用运载火箭子级返回着陆问题,提出一种高精度快速轨迹优化算法.算法将凸化技术与伪谱离散方法有机结合,将非凸、非线性优化问题转化为凸优化问题,进而充分利用凸优化求解快速性、收敛确定性以及伪谱法离散精度高的理论基础.在优化精度方面,建立了高保真优化模型,分析了发动机开机/终端时刻值设计对轨迹最优性的影响;采用flip-Radau谱法对连续最优控制问题进行离散,并利用伪谱法的独特离散时域映射,将开机和终端时刻设计为特殊控制变量,提高了优化结果的精度和最优性.在快速性方面,为利用凸优化方法求解非凸问题,基于一种新的信赖域更新策略,提出了改进序列凸化算法,减少了算法迭代次数,提高了算法收敛性能.数值实验验证了算法的有效性.高精度的优化结果和较高的计算速度,使得算法具有发展为在线最优制导方法的潜力.
关键词：可重复使用火箭快速轨迹优化凸优化伪谱法离散信赖域更新精确软着陆
分类号：V448.1(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)
论文发表日期：2018-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 389-398 )
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