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飞行力学2024年第06期:基于hp自适应伪谱法的航空器多阶段航迹优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:贾兴强;宗军耀;刘利朝;张琦;张小贝;

单位:上海大学通信与信息工程学院;中国商飞上海飞机设计研究院;

摘要:航迹优化是减少航空器直接运行成本和排放成本的重要举措,为此提出了基于hp自适应Radau伪谱法的航迹优化方法。首先,将航迹优化问题转化为多阶段最优控制问题,建立基于最优控制的航迹优化模型。其次,采用Radau伪谱法对最优控制问题进行离散化处理,并通过动态调整网格区间数量和多项式阶数提高求解收敛速率。最后,选用航线实际飞行数据作为算例进行飞行成本和算法性能分析。仿真结果表明:hp自适应Radau伪谱法能够提升多阶段航迹优化最优控制问题的求解收敛速率;最短飞行时间航迹比飞行计划仿真航迹的飞行时间降低了12.25%,最少燃油消耗航迹比飞行计划仿真航迹的油耗减少了7.68%。

关键词:航迹优化;最优控制;Radau伪谱法;燃油消耗

基金资助:国家重点研发计划项目资助(2022YFB3904300)