涉及任意离散逻辑的多阶段轨迹的间接优化

航空航天飞行器系统的多阶段轨迹涉及多个飞行段，其转换可能由连续状态变量、控制和时间中的布尔逻辑触发。当布尔逻辑仅使用状态和时间表示时，此类系统被称为自主切换混合系统。先前引入了松弛自主切换混合系统方法（RASHS），以在间接框架中简化此类系统的轨迹优化过程，其中布尔逻辑仅使用AND运算表示。本研究使该方法能够处理涉及任意离散逻辑的情况。新方法被称为广义松弛自主切换混合系统（GRASHS）方法。与RASHS方法类似，GRASHS方法的结果是将最优性必要条件从多点边值问题转换为更易处理的两点边值问题。这是通过将任意布尔逻辑转换为析取范式，并应用sigmoid和双曲正切函数进行平滑来实现的。GRASHS方法通过优化火星进入、下降和着陆轨迹进行了演示，其中降落伞下降段在速度低于降落伞展开速度或高度低于降落伞展开高度且高度高于动力下降起始高度时激活。这组条件包含AND和OR逻辑的组合。先前提出的RASHS方法不适用于处理此类问题。提出的GRASHS方法旨在填补这一空白。