含连续时间复合状态触发约束的六自由度动力下降引导的序列凸规划
系统与控制
2025-10-14 v1 系统与控制
摘要
本文提出了一种序列凸规划（SCP）框架，用于确保动力下降引导（PDG）问题中复合状态触发约束（逻辑规范的一个子集）的连续时间满足。所提出的框架将基于广义均值的平滑鲁棒性度量（D-GMSR）——一种通过光滑函数表达离散时间时序和逻辑规范的参数化技术——与连续时间逐次凸化（CT-SCvx）方法相结合，后者是一种保证连续时间约束满足和收敛的约束轨迹优化的实时求解方法。通过 D-GMSR 参数化的时序和逻辑规范的光滑性使得可以使用鲁棒且高效的 SCP 算法求解所得优化问题，同时保持理论保证。此外，参数化的规范是可靠且完备的，即当且仅当由参数化函数定义的约束被满足时，规范成立。随后将 CT-SCvx 框架应用于求解参数化问题，包括：（1）连续时间路径约束满足的重构，（2）时间拉伸将自由末时 PDG 问题转化为固定末时问题，（3）多重射击用于精确离散化，（4）用于惩罚非凸约束的精确罚函数，以及（5）prox-linear 方法，一种保证收敛的 SCP 算法，用于求解所得有限维非凸 PDG 问题。该框架的有效性通过数值仿真得到了验证。实现代码可在 https://github.com/UW-ACL/CT-cSTC 获取。
引用
@article{arxiv.2510.09610,
title = {Sequential Convex Programming for 6-DoF Powered Descent Guidance with Continuous-Time Compound State-Triggered Constraints},
author = {Samet Uzun and Behcet Acikmese and John M. Carson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.09610},
year = {2025}
}