發(fā)布時(shí)間：2021-10-10 21:16

　　針對(duì)再入軌跡制導(dǎo)中存在初始擾動(dòng)的問(wèn)題,提出一種基于間接Radau偽譜法的鄰域最優(yōu)控制律。首先,通過(guò)分段Radau偽譜法獲得最優(yōu)參考軌跡,利用極小值原理將軌跡跟蹤問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線性?xún)牲c(diǎn)邊值問(wèn)題,然后通過(guò)間接Radau偽譜法在LGR離散點(diǎn)上求解控制量的修正值。這種方法不需積分及迭代運(yùn)算,也不用求解Riccati方程,只需簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算。仿真結(jié)果表明,鄰域最優(yōu)控制律對(duì)飛行器初始狀態(tài)量的較大范圍偏差具有良好的魯棒性,并且能夠滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的需求。 

【文章來(lái)源】：航空兵器. 2020,27(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

基于分段Radau偽譜法的仿真結(jié)果

為了便于比較, 令case 1和case 2分別為狀態(tài)量初始擾動(dòng)取最大正值和最大負(fù)值。 close 1和close 2分別為擾動(dòng)case 1和case 2時(shí)采用上述鄰域最優(yōu)控制律求得的修正控制量。 與其對(duì)應(yīng), open 1和open 2分別為未采用鄰域最優(yōu)控制律求得的偏差量, 仿真結(jié)果如圖2所示。close 1和close 2的偏差量最終都趨近于零。 而open 1和open 2中的偏差量均有較大值, 且有的狀態(tài)量的偏差絕對(duì)值逐漸增大。 仿真結(jié)果表明, 鄰域最優(yōu)控制律對(duì)飛行器初始狀態(tài)量的較大范圍偏差具有良好的魯棒性。

考慮到整個(gè)再入過(guò)程中高超聲速飛行器的熱流密度、 動(dòng)壓、 過(guò)載等過(guò)程約束, 分別設(shè)定Qmax=79.5 kW/m2, qmax=0.013 4 MN/m2, nmax=2.5g, 驗(yàn)證如圖3所示。 圖3中normal為初始狀態(tài)量無(wú)擾動(dòng)時(shí)采用文獻(xiàn)[16]分段Radau偽譜法仿真的結(jié)果。 close 1與close 2分別為初始擾動(dòng)取case 1和case 2時(shí)采用鄰域最優(yōu)控制律仿真的結(jié)果。 與其對(duì)應(yīng), open 1與open 2分別為未采用鄰域最優(yōu)控制律仿真的結(jié)果。從圖3可以看出, 文獻(xiàn)[16]方法對(duì)再入最優(yōu)參考軌跡的求解是有效的。 close 1與close 2曲線表明, 存在初始狀態(tài)量大范圍擾動(dòng)時(shí)的實(shí)際飛行軌跡滿(mǎn)足動(dòng)壓、 過(guò)載、 熱流等路徑約束條件。 open 1與open 2曲線表明, 當(dāng)不采用本文鄰域最優(yōu)控制律時(shí), 熱流約束超過(guò)了限制值。 仿真結(jié)果表明, 本文設(shè)計(jì)的鄰域最優(yōu)控制律在最優(yōu)軌跡跟蹤中的有效性。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3429169