基于hp自适应伪谱法的飞行器多阶段轨迹优化

为解决助推-滑翔飞行器的多阶段多约束轨迹优化问题，在考虑速度约束、轨迹阶段切换点约束与轨迹末端参数约束的条件下，建立了助推-滑翔飞行器纵向运动模型与多阶段轨迹优化模型。采用基于hp自适应伪谱法的Legendre-Gauss-Radau离散点，将该最优控制问题转换为多阶段非线性规划问题，求解得到最大飞行距离轨迹。为解决多阶段轨迹优化算法难以确定位置自由的阶段切换点的问题，基于动态规划的思想，设计了新的多阶段轨迹优化策略。改进后的优化策略在得到了多阶段全局近似最优解结果的同时，减少了原优化算法的计算量。仿真结果表明，改进的hp自适应伪谱法能有效解决多阶段助推-滑翔飞行器轨迹优化问题，优化结果优于最大升阻比滑翔飞行轨迹