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作者:刘枭杭;褚显应;水尊师;杨婷;
单位:北京空天技术研究所;空天飞行技术全国重点实验室;
摘要:针对带动力飞行器定高巡航轨迹优化问题,采用一种基于序列凸优化的方法进行求解。以定高这一约束条件简化处理了带动力飞行器的动力学模型,推导出推力与攻角、倾侧角的映射关系,从而构建了面向定高巡航轨迹的飞行器运动模型。为克服非凸控制输入约束问题,引入了攻角变化率和倾侧角变化率作为新的控制量,建立了扩维状态模型,并通过一阶泰勒展开对过程约束进行了凸化处理。此外,采用连续线性化方法逼近动力学模型中的非凸项,将原始非凸非线性优化问题转化为凸优化问题。通过仿真比较分析了不同场景下的优化结果。数值仿真结果表明,所提出的方法能够有效解决带动力飞行器定高巡航轨迹优化问题,且在无动力飞行的场景下,相较于传统的无动力凸优化方法表现出更好的绕飞效果和更优的性能指标。
关键词:带动力飞行器;;凸优化;;轨迹优化;;巡航;;定高