申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2021-11-25

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114035611B

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.03.01#实质审查的生效;2022.02.11#公开

摘要：本发明公开了一种可重复使用高超声速飞行器上升段轨迹优化与制导方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：在起飞之前，以预定的标准轨迹作为初值，采用凸优化方法进行轨迹优化，得到参考轨迹，作为制导指令；步骤2：在完成首次轨迹优化之后，以凸优化得到的优化控制量作为制导指令，同时添加PD跟踪制导，每个周期内采用凸优化+PD跟踪的制导方式；步骤3：实时判断|X‑Xcvx|＜δ，当不等式不满足时，立即重新进行凸优化，否则，到制导周期结束时，再进行凸优化；步骤4：在新凸优化求解时，利用上一次凸优化的结果作为初值，再次优化求解，更新制导指令。本发明在得到优化指标对应轨迹的同时满足制导精度。

主权项：1.一种可重复使用高超声速飞行器上升段轨迹优化与制导方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤1：在起飞之前，以预定的标准轨迹作为初值，采用凸优化方法进行轨迹优化，得到参考轨迹，作为制导指令，其中，在线凸优化轨迹优化包括以下步骤：步骤1.1：初始化轨迹：在第一次凸优化求解时，若初始点与预存的标准弹道初始点偏差不大，则以标准弹道为初始参数，若误差较大，则以初始点与终端点进行线性插值获得初始参数，之后进行凸优化求解时，则以上一次的优化轨迹作为初值；步骤1.2：设置参数：信赖域系数变量{αnmin,αnmax}、松弛因子模量容许参数ζ1、线性化容许精度参数ε1、ε2、罚函数系数容许范围{αζmin,αζmax}、动力学收敛精度要求ε、终端约束精度要求εXf，最大迭代次数kmax；步骤1.3：利用步骤1.1与步骤1.2的相关参数进行凸优化求解，迭代次数k＝1；步骤1.4：利用步骤1.3求解出的优化结果判断线性化偏差ei是否满足要求：若线性化偏差ei＞ε2，则令信赖域系数变量αn＝min{αn2,αnmin}，并放弃本轮迭代结果，若线性化偏差ei＜ε1，则令信赖域系数变量αn＝max{αn*2,αnmax}，记录下本次优化结果Xk，若线性化偏差ε1＜ei＜ε2，记录下本次优化结果Xk；所述线性化偏差ei定义如下： 其中，δi为线性化模型中动力学等式约束求解精度，hix为实际精度；步骤1.5：若线性化精度满足要求，则进一步判断松弛因子模量ζ，若ζ＞ζ1，则令罚函数系数αζ＝max{αζ*2,αζmax}；步骤1.6：若满足以下收敛条件：1动力学偏差E＜ε；2终端精度误差Xf＜εXf；凸优化求解结束，输出优化结果，否则置迭代次数k＝k+1，重复步骤1.4～步骤1.6继续进行凸优化求解，若k＞kmax，则返回步骤1.3，进行新一轮迭代求解；步骤2：在完成首次轨迹优化之后，以凸优化得到的优化控制量作为制导指令，同时添加PD跟踪制导，每个周期内采用凸优化+PD跟踪的制导方式；步骤3：实时判断|X-Xcvx|＜δ，X为状态量，Xcvx为凸优化得到的优化状态量，δ为状态量偏差要求量，当不等式不满足时，立即重新进行凸优化，否则，到制导周期结束时，再进行凸优化；步骤4：在新凸优化求解时，利用上一次凸优化的结果作为初值，再次优化求解，更新制导指令。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学 可重复使用高超声速飞行器上升段轨迹优化与制导方法

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