基于间接统一三角化方法的火星科学实验室级任务进入轨迹优化
最优化与控制
2019-10-22 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
将传统间接优化方法应用于带控制与状态路径约束的最优控制问题（OCPs）并非易事。然而，正则化技术与数值延拓方法的最新进展已使得间接方法能够应用于非常复杂的 OCPs。本研究展示了一种先进间接方法——统一三角化方法（UTM）——在火星科学实验室型进入问题中的效用与应用。目标是最大化自由时间、固定末速进入轨迹的降落伞展开高度。对于进入飞行器，除具有 bang-bang 控制剖面的滚转角外，通常还需考虑三个状态路径约束，即动压、热流率和 g 载荷。本研究表明，UTM 能够同时实现 bang-bang 控制的正则化与状态路径约束的满足。考虑了带与不带状态路径约束两种情形。UTM 在两种情形下所得结果与直接优化方法高度吻合。此外，对于带状态路径约束的情形，UTM 的最优控制剖面在所得最优轨迹初始高空段呈现出一种有趣特征，具有令人关注的实际意义。
引用
@article{arxiv.1910.09438,
title = {Entry Trajectory Optimization for Mars Science Laboratory Class Missions Using Indirect Unified Trigonometrization Method},
author = {Kshitij Mall and Ehsan Taheri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.09438},
year = {2019}
}
备注
Submitted to the 2020 American Control Conference