重型运载火箭轨迹/总体参数一体化优化方法

发布时间：2021-05-14 07:45

　　研究了重型运载火箭轨迹/总体参数一体化优化问题。建立了一体化参数优化模型,设计了一种双环迭代优化算法,外环采用遗传算法进行参数优化,内环通过带自适应松弛因子的改进牛顿迭代法进行参数迭代。针对牛顿迭代法对模型本身及迭代初值敏感的问题,提出了一种模型变量筛选方法和迭代初值生成方法。基于Morris参数全局灵敏度分析法筛选出对终端等式约束影响最大的参数作为牛顿迭代变量,以历史迭代收敛值作为当前迭代初值。并通过迭代误差监控,保证了算法的鲁棒性。以三级液体重型运载火箭为对象,进行了一体化优化仿真。仿真结果显示起飞总质量减少了4.09%,表明设计的双环迭代优化算法能在复杂约束下完成重型运载火箭轨迹/总体参数一体化优化。 

【文章来源】：西北工业大学学报. 2016,34(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
1 优化数学模型
    1.1 质量计算模型
    1.2 发动机性能计算模型
    1.3 飞行程序控制模型
        1)一级飞行段
        2)二、三级飞行段
    1.4 弹道计算模型
2 轨迹/总体参数一体化优化问题
    2.1 目标函数
    2.2 优化设计变量
    2.3 约束条件
3 参数优化方法
    3.1 双环迭代优化方法
        1)设计变量灵敏度分析
        2)种群初始化
        3)牛顿迭代计算
        4)适应值计算
    3.2 遗传算法适应值函数
    3.3 改进牛顿迭代法
    3.4 基于Morris法的参数全局灵敏度分析
4 优化算例与分析
    4.1 参数灵敏度分析结果
    4.2 迭代优化结果与分析
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
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[2]临近空间直接入轨运载火箭级间比/弹道一体化优化设计[J]. 张宁宁,闵昌万,刘辉,张烨琛.  飞行力学. 2014(03)
[3]基于组合算法的固体运载火箭快速运载能力优化[J]. 熊伟,张耐民,张艳玲.  系统仿真学报. 2013(11)
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[5]重型运载火箭及其应用探讨[J]. 何巍,刘伟,龙乐豪.  导弹与航天运载技术. 2011(01)
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[8]助推-滑翔导弹总体一体化优化设计[J]. 徐玮,孙丕忠,夏智勋.  固体火箭技术. 2008(04)
[9]大型捆绑助推器总体/动力/轨道一体化设计与优化[J]. 马加庆,孙丕忠,夏智勋,周进.  国防科技大学学报. 2006(01)
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本文编号：3185272