检索结果-南通市图书馆

宇航学报 2017年第12期38卷 1263-1272页

作者：赵吉松南京航空航天大学航天学院

直接配点法通过对控制变量和状态变量都进行离散将轨迹优化问题转化为非线性规划（NLP）问题。为了提高NLP的求解效率,需要利用其偏导数的稀疏特性并建立偏导数的高效计算方法。本文研究了局部配点法离散得到的NLP的一阶偏导数的稀疏特... 详细信息

直接配点法通过对控制变量和状态变量都进行离散将轨迹优化问题转化为非线性规划（NLP）问题。为了提高NLP的求解效率,需要利用其偏导数的稀疏特性并建立偏导数的高效计算方法。本文研究了局部配点法离散得到的NLP的一阶偏导数的稀疏特性,建立了一阶偏导数的高效计算方法。推导了NLP的目标函数梯度和约束雅克比矩阵的数学表达式,得到了NLP偏导数的稀疏型,并且将NLP的偏导数分解为原始轨迹优化问题的偏导数。由于原始轨迹优化问题的约束和变量的数量远少于NLP的约束和变量的数量,从而显著减小了NLP的一阶偏导数的计算量。含有离散气动力和推力数据的仿真算例验证了本文方法的有效性。仿真结果表明,与有限差分法直接计算NLP的偏导数相比,本文方法能够将优化耗时减小至4%以内,随着离散节点数目的增加,计算效率的提升更为显著。

关键词：轨迹优化局部配点法非线性规划一阶偏导数稀疏特性

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运载火箭推力下降时入轨能力评估与轨迹重构方法

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吉林大学学报（工学版） 2023年第8期53卷 2245-2253页

作者：李爽林子瑞叶松刘旭赵吉松南京航空航天大学航天学院南京211106 北京航天自动控制研究所北京100854

为解决运载火箭推力下降时无法正常入轨的问题,基于局部配点法和神经网络提出了入轨能力评估与轨迹重构方法。首先,采用局部配点法求解燃耗最优入轨问题,离线生成不同推力下降故障时运载火箭进入目标轨道和次级轨道的轨迹数据库。然后,... 详细信息

为解决运载火箭推力下降时无法正常入轨的问题,基于局部配点法和神经网络提出了入轨能力评估与轨迹重构方法。首先,采用局部配点法求解燃耗最优入轨问题,离线生成不同推力下降故障时运载火箭进入目标轨道和次级轨道的轨迹数据库。然后,采用神经网络学习轨迹数据库,建立推力下降故障与入轨能力之间的映射关系,从而使运载火箭出现推力下降时能对入轨能力在线评估与决策。最后,采用局部配点法进行在线轨迹重构,实现运载火箭入轨。数值仿真结果表明,本文方法可实现运载火箭推力下降时入轨能力评估和在线轨迹重构,从而提高发射任务的成功率。

关键词：运载火箭轨迹重构推力下降神经网络局部配点法

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推力下降故障下运载火箭入轨能力评估与轨迹重构方法

推力下降故障下运载火箭入轨能力评估与轨迹重构方法

引用

作者：林子瑞南京航空航天大学

学位级别：硕士

为满足未来航天任务对发射入轨能力不断提高的需求,新一代运载火箭普遍采用捆绑形式,导致推力系统发生故障的概率增加。为解决运载火箭的可靠性与安全性问题,本文以某运载火箭为研究对象,开展了运载火箭发生推力下降故障后在线入轨能力... 详细信息

为满足未来航天任务对发射入轨能力不断提高的需求,新一代运载火箭普遍采用捆绑形式,导致推力系统发生故障的概率增加。为解决运载火箭的可靠性与安全性问题,本文以某运载火箭为研究对象,开展了运载火箭发生推力下降故障后在线入轨能力评估与决策、轨迹在线规划的研究。主要研究内容如下:首先,分别建立了运载火箭推力下降故障下轨迹在线生成动力学模型、运载火箭推力下降故障模型。针对运载火箭推力下降导致无法入轨的问题,采用Gauss伪谱法求解燃耗最优入轨问题,基于局部配点法开展了推力下降故障下运载火箭在线轨迹生成技术研究。然后,采用伪谱凸优化方法解决运载火箭发生推力下降故障在线轨迹优化问题。通过对运载火箭轨迹优化问题进行凸化与离散,得到了与原问题等价且有相同最优解的凸优化问题。结合伪谱离散方式与序列凸优化算法,对得到的凸优化问题进行求解。并通过仿真验证了算法的有效性。最后,基于神经网络与上述轨迹优化算法提出了入轨能力评估与轨迹重构方法。采用上述轨迹优化算法,离线生成不同推力下降故障时运载火箭进入目标轨道和次级轨道的轨迹数据库。采用神经网络学习轨迹数据库,建立推力下降故障与入轨能力之间的映射关系,从而使运载火箭出现推力下降时对入轨能力在线评估与决策。最后,利用上述轨迹优化算法进行在线轨迹重构。仿真结果表示,该方法能够实现运载火箭入轨。本文采用神经网络与在线轨迹优化算法实现运载火箭推力下降时入轨能力评估和在线轨迹重构,从而提高了发射任务的成功率。

关键词：运载火箭推力下降局部配点法伪谱凸优化神经网络轨迹重构

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