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飛行器在大氣層內(nèi)飛行受到空氣動(dòng)力、推力和引力的作用，同時(shí)還需考慮動(dòng)壓、過載等約束，使得大氣層內(nèi)飛行器的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型較為復(fù)雜，求解大氣層內(nèi)的最優(yōu)化飛行軌跡具有較大的計(jì)算量和難度。
在這種背景下，吸引了大批學(xué)者的研究興趣，出現(xiàn)了一些飛行器大氣層內(nèi)上升段最優(yōu)軌跡快速解算方法。綜合現(xiàn)有方法可以發(fā)現(xiàn)，直接法求解速度較慢，對初值敏感，間接法求解速度較快，但對過程約束的處理較為復(fù)雜。
序列梯度一修復(fù)算法是一種求解最優(yōu)控制問題的間接法，由梯度和修復(fù)兩大模塊組成。采用統(tǒng)一的最優(yōu)性條件，減少了推導(dǎo)伴隨方程和橫截條件等過程的復(fù)雜和繁瑣，便于模塊化實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，由于修復(fù)模塊的存在，其對初值不敏感。鑒于序列一梯度修復(fù)算法的優(yōu)點(diǎn)，本文研究了序列梯度一修復(fù)算法在飛行器上升段軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。給出了過程約束的轉(zhuǎn)化過程，同時(shí)結(jié)合飛行器上升段運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型的強(qiáng)非線性，引入了狀態(tài)積分，改進(jìn)了算法的更新方法，最后對改進(jìn)的算法在飛行器上升段軌跡優(yōu)化中的實(shí)用性進(jìn)行了仿真分析。
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