考虑风场影响以最小化环境影响的垂直轨迹优化
最优化与控制
2015-08-11 v1
摘要
研究了在同时存在沿航迹风和侧风（两者均被建模为高度的函数）情况下的航路下降阶段垂直轨迹优化。飞行航程覆盖巡航段的一部分，并终止于一个计量点。下降轨迹假定为飞行慢车下降。该问题被表述为一个具有混合状态路径约束和纯状态约束的最优控制问题。为最小化环境影响，我们针对两种代价泛函优化下降轨迹：燃油成本和排放成本。我们利用最优性必要条件分析了奇异弧和边界弧。根据分析结果，我们提出了最优轨迹生成方法，其中最优轨迹通过后向和前向积分生成。将所提算法生成的轨迹与原始最优控制问题的数值最优解进行比较。结果表明，所提算法生成了与数值最优解相同的解。使用两种机型（波音737-500和波音767-400）分析了风速、风切变和侧风对最优轨迹的影响。
引用
@article{arxiv.1508.01829,
title = {Vertical Trajectory Optimization to Minimize Environmental Impact in the Presence of Wind},
author = {Sang Gyun Park and John-Paul Clarke},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.01829},
year = {2015}
}
备注
This paper has been submitted to AIAA Journal of Aircraft