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太阳帆航天器地球逃逸轨道解析最优控制律

控制与决策 2013年第2期28卷 253-258页

作者：史晓宁李立涛崔乃刚哈尔滨工业大学航天工程系哈尔滨150001

针对太阳帆航天器地球逃逸轨道控制问题,给出一种新的解析最优控制律.该控制律可使航天器在逃逸过程中轨道能量变化速率最大,从而保证逃逸时间最短.考虑到地球逃逸轨道形状,引入改进春分点轨道根数对航天器运动学方程进行描述,并给出了... 详细信息

针对太阳帆航天器地球逃逸轨道控制问题,给出一种新的解析最优控制律.该控制律可使航天器在逃逸过程中轨道能量变化速率最大,从而保证逃逸时间最短.考虑到地球逃逸轨道形状,引入改进春分点轨道根数对航天器运动学方程进行描述,并给出了地球逃逸轨道最优控制律的推导过程.仿真分析表明,该控制律计算速度较快,而且可以根据航天器状态实时计算姿态控制角,因此比较适用于未来太阳帆航天器在轨自主控制系统.

关键词：太阳帆航天器逃逸轨迹解析法最优控制律轨道控制

基于气动辅助变轨的变气动外形飞行器概念研究——最优控制律问题

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宇航学报 2004年第2期25卷 123-126,146页

作者：吴德隆彭伟斌北京宇航系统工程设计部北京100076

从一个天地往返飞行器的上升轨道和再入返回轨道的优化,以及适用不同飞行任务的变轨要求的气动外形问题,提出一项基于气动力辅助变轨的变气动外形飞行器的新概念研究。对于一个固定气动外形飞行器要同时满足上升轨道有效载荷最大和再入... 详细信息

从一个天地往返飞行器的上升轨道和再入返回轨道的优化,以及适用不同飞行任务的变轨要求的气动外形问题,提出一项基于气动力辅助变轨的变气动外形飞行器的新概念研究。对于一个固定气动外形飞行器要同时满足上升轨道有效载荷最大和再入轨道热流峰值、过载峰值及机动性能约束下的成本最低往往是困难的。若同时满足不同飞行任务:飞往太空站的运输任务、空间拦截和交会机动巡航任务及星际探测任务,则更为困难,实际上是不可能的。文章研究基于气动力辅助变轨,在热流约束下,气动外形参数变化对最优控制的影响。其结论为:热流约束下的最优控制解,包括考虑推力协同变轨,除了在非约束弧的滚转角不直接受气动外形影响外,其余的控制律,升力系数和滚转角都是气动外形参数和攻角的函数。因而变气动外形可作为一项新技术,即通过气动外形参数变化和相应的变轨策略而获得性能和成本都最佳的用途很广的一种新型飞行器。

关键词：变气动外形热流约束推力协同变轨机动最优控制律

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视觉伺服系统中的最优控制律的探讨

暨南大学学报（自然科学与医学版） 1998年第1期19卷 93-97页

作者：伍佑明方少元孙季丰华南理工大学电子与通信工程系

通过建立视觉反馈系统的模型和视觉伺服的公式化模型，对特征信息法作理论公式的推导，讨论线性模型的稳定性和可控性，推导最优控制律．

关键词：可控性机器人最优控制律视觉伺服系统

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跟踪问题最优控制律精细积分

航空学报 2001年第2期22卷 113-116页

作者：吴志刚钟万勰大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116023

构成有限时间最优跟踪系统的控制律需要求解 Riccati微分方程及外部控制输入向量满足的微分方程 ,前者是非线性矩阵微分方程 ,后者是变系数线性微分方程。在结构力学与最优控制的模拟理论基础上所发展的精细积分方法借鉴了计算结构力学... 详细信息

构成有限时间最优跟踪系统的控制律需要求解 Riccati微分方程及外部控制输入向量满足的微分方程 ,前者是非线性矩阵微分方程 ,后者是变系数线性微分方程。在结构力学与最优控制的模拟理论基础上所发展的精细积分方法借鉴了计算结构力学中的算法 ,可以精确有效地求解这些微分方程。这种方法的特点之一在于步长幅度变化较大时 ,Riccati微分方程的数值解仍可以保持很高的精度 ,并且变系数线性微分方程的求解亦可纳入其体系而不必用通常的差分方法。本文介绍了用精细积分方法求解这些方程的过程。

关键词：有限时间最优跟踪系统最优控制 Riccati方程结构力学最优控制律精细积分

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基于全局优化算法的航空器最优间隔配置

Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2022年第6期39卷 707-720页

作者：任宣铭汤新民南京航空航天大学民航学院南京211106 中国民航大学交通科学与工程学院天津300300

针对传统连续控制方法在计算多变量冲突解脱时计算复杂度高,并且易陷入局部最优解的问题,提出了一种动态规划-序列二次规划的组合算法(Dynamic programming-sequential quadratic programming,DP-SQP)。动态规划算法用以根据航空器间隔... 详细信息

针对传统连续控制方法在计算多变量冲突解脱时计算复杂度高,并且易陷入局部最优解的问题,提出了一种动态规划-序列二次规划的组合算法(Dynamic programming-sequential quadratic programming,DP-SQP)。动态规划算法用以根据航空器间隔模型的时间特性将冲突解脱的决策过程离散为一系列易于求解的子阶段,并从初始阶段逐段递推至最终阶段解出全局最优解;针对各子阶段采用序列二次规划算法求解最优值函数以及最优控制律。通过设计与传统算法的对比仿真,验证了组合算法的优越性。通过设计跟驰和交叉冲突仿真实例验证了组合算法对于不同冲突场景的适应性。仿真结果表明组合算法的间隔配置策略在中短距离以及较大航路夹角的情况下,能够保证两机间隔维持在最小安全间隔以上,并具有较好的间隔配置结果。

关键词：最优间隔分配序列二次规划动态规划全局最优控制最优控制律

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基于解析控制律的太阳帆星际转移轨道控制

控制与决策 2013年第3期28卷 424-428,433页

作者：史晓宁郭继峰荣思远崔乃刚哈尔滨工业大学航天工程系哈尔滨150001

太阳帆航天器可依靠反射太阳光子提供动力,因此较适用于远距离的星际转移任务.针对太阳帆航天器星际转移轨道控制问题,提出一种新的解析最优控制律,通过设定混合权重对各轨道根数进行联合控制.引入改进春分点轨道根数对解析控制律进行... 详细信息

太阳帆航天器可依靠反射太阳光子提供动力,因此较适用于远距离的星际转移任务.针对太阳帆航天器星际转移轨道控制问题,提出一种新的解析最优控制律,通过设定混合权重对各轨道根数进行联合控制.引入改进春分点轨道根数对解析控制律进行了优化推导,并以水星探测任务为背景进行了相应的仿真分析.仿真结果表明,该控制律计算速度较快,可对各个轨道根数进行联合控制,从而得到满足工程要求的太阳帆航天器星际转移轨道.

关键词：太阳帆航天器日心转移轨道解析法最优控制律轨道控制

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基于随机平均的非线性随机最优控制

噪声与振动控制 2008年第1期28卷 1-3,12页

作者：应祖光郭涛浙江大学力学系杭州310027

首先建立非线性随机系统的最优控制问题,并介绍通过随机平均法导出平均系统、再由随机动态规划原理确定控制律的平均系统的非线性随机最优控制方法。然后,对于非线性随机系统的动态规划方程,提出应用随机平均法简化该方程、从而得到最... 详细信息

首先建立非线性随机系统的最优控制问题,并介绍通过随机平均法导出平均系统、再由随机动态规划原理确定控制律的平均系统的非线性随机最优控制方法。然后,对于非线性随机系统的动态规划方程,提出应用随机平均法简化该方程、从而得到最优平均控制律的方法,并证明该最优平均控制律等价于平均系统的最优控制律。最后用一个例子说明方法及等价性,并指出在一定条件下,最优平均控制律将是动态规划方程的精确解。

关键词：振动与波非线性随机系统随机动态规划随机平均法最优控制律