复杂约束条件下再入高超声速滑翔飞行器轨迹快速优化

摘要

作为直接法的典型代表,高斯伪谱方法在处理复杂约束条件(含路径点或禁飞区约束)下再入高超声速滑翔飞行器轨迹优化问题时,仅能保证所得轨迹在各高斯节点处严格满足各项约束,而节点之间轨迹的可行性无法保证,为解决这一问题,文章提出改进多阶段高斯伪谱方法.该方法首先使用新定义的两类节点(固定节点和虚拟节点)将轨迹分段,其中固定节点是用来保证路径点与高斯节点重合,虚拟节点则是用来保证禁飞区附近分布更多的高斯节点,此分段方式能保证所得轨迹在任意位置可行;然后,向各分段轨迹插入指定数目的高斯节点;最后,使用序列二次规划方法对此多阶段轨迹优化模型进行求解.仿真结果表明,改进多阶段高斯伪谱方法在处理复杂约束条件下再入高超声速滑翔飞行器轨迹优化问题时快速有效.