基于hp自适应伪谱法的组合动力可重复使用运载器轨迹优化

发布时间：2017-10-06 19:07

  本文关键词：基于hp自适应伪谱法的组合动力可重复使用运载器轨迹优化

  更多相关文章： hp自适应伪谱法 组合动力 可重复使用运载器 轨迹优化

【摘要】：针对传统化学火箭难以重复使用、发射成本高的问题,提出了一种水平起飞/降落的新一代可重复使用运载器飞行方案,并对其动力模式设计和上升段轨迹优化方法等关键技术进行深入研究。设计了一种涡轮\冲压发动机结合火箭\冲压发动机的组合动力模式,建立了发动机推力与高度、马赫数等变量间的耦合模型,根据动力形式将上升段轨迹分为两段并采用全局搜索法确定动力切换的最佳时机。根据分段结果,分别以燃料最省和终端速度最大为指标,利用hp自适应伪谱法对两段进行轨迹优化设计。该算法基于双层策略求解最优控制问题,兼备伪谱法和有限元法的优点,与打靶法、伪谱法和间接法相比,初值更易选取,收敛速度更快。
【作者单位】： 哈尔滨工业大学航天学院;国营第六二四厂;
【关键词】： hp自适应伪谱法 组合动力 可重复使用运载器 轨迹优化
【基金】：国家自然科学基金(61304236)
【分类号】：V475
【正文快照】： 载人航天的发展历程可分为载人飞船和航天飞机两个阶段。载人飞船发射成本高,发射准备周期长,航天员受到的过载很大,只能一次性使用;航天飞机的助推火箭是一次性的,维护成本高,危险性高,缺少逃生系统。针对上述两种运载方式的不足,各航天强国纷纷提出新的载人航天策略[1],着手

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 何国强;秦飞;魏祥庚;曹东刚;黄志伟;刘冰;;火箭冲压组合发动机燃烧的若干基础问题研究[J];实验流体力学;2016年01期

2 孙龙;刘映国;;2011年世界载人航天发展综合分析[J];载人航天;2012年01期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 邱青安;高洪达;崔利荣;;基于解释结构模型的我国载人航天发展影响因素研究[J];数学的实践与认识;2015年12期

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李晓鹏;张泰昌;齐力;范学军;;超声速燃烧中的特征尺度及影响因素[J];航空动力学报;2013年07期

2 卢树强;李德波;易富兴;罗坤;樊建人;;超音速射流火焰的DNS研究:计算方法与涡结构[J];工程热物理学报;2011年08期

3 秦飞;吕翔;刘佩进;何国强;;火箭基组合推进研究现状与前景[J];推进技术;2010年06期

4 晏至辉;陈逖;于江飞;刘卫东;;双燃烧室冲压发动机超声速混合层混合增强数值研究[J];航空动力学报;2010年04期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈功;傅瑜;郭继峰;;飞行器轨迹优化方法综述[J];飞行力学;2011年04期

2 傅瑜;马永青;崔乃刚;;可重复使用助推飞行器轨迹优化研究[J];弹道学报;2011年04期

3 张青斌;王昱;丰志伟;唐乾刚;杨涛;;基于区间样条小波的太阳帆轨迹优化算法[J];宇航学报;2011年12期

4 周妼元;谭天乐;;小行星探测器轨迹优化方法[J];上海航天;2014年02期

5 陈胜琪;;基于样条曲线的机动弹头再入轨迹优化研究[J];飞行力学;2009年01期

6 黄国强;南英;陆宇平;;二级入轨空天飞机上升轨迹优化[J];宇航学报;2010年03期

7 南英,陈士橹,严辉;航天器轨迹优化的通用数值方法[J];飞行力学;1996年03期

8 祁永强;贾英民;;基于双模型直接配置法的航天器轨迹优化[J];计算机仿真;2011年01期

9 黄国强;陆宇平;南英;;飞行器轨迹优化数值算法综述[J];中国科学:技术科学;2012年09期

10 冯必鸣;聂万胜;王辉;李柯;;基于地面防御约束的飞行器再入轨迹优化研究[J];现代防御技术;2012年04期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 祝开建;李俊峰;宝音贺西;;多种轨迹优化算法的分析与比较[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年

2 曾祥远;李俊峰;宝音贺西;;应用太阳帆的金星往返任务轨迹优化[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年

3 李俊峰;祝开建;;2005年～2007年国际深空轨迹优化竞赛综述[A];动力学与控制及航天应用[C];2008年

4 李炎恒;李俊峰;高云峰;;欧空局第一届轨迹优化大赛介绍[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年

5 宝音贺西;;国际深空轨迹优化大赛及结果[A];第二届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2008年

6 张凯;石文;;基于组合优化方法的空天飞机上升轨迹优化[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年

7 修运乐;江秀强;李爽;;基于改进粒子群算法的火星大气进入轨迹优化方法研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会论文集[C];2013年

8 祝开建;李炎恒;蒋方华;龚胜平;李俊峰;宝音贺西;;混合群智能算法在行星探测轨迹优化中的应用[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 霍明英;电动帆航天器动力学、控制及轨迹优化研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 谢成清;基于正切推力的轨迹优化问题研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

3 黄国强;多飞行器协同轨迹优化设计[D];南京航空航天大学;2012年

4 汤养;基于Bézier曲线曲面的自动喷涂轨迹优化研究[D];江苏大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张鲁红;大型飞机纵向轨迹优化设计及算法研究[D];青岛科技大学;2015年

2 陈华;在轨服务中载人机动装置姿轨动力学与控制研究[D];南京航空航天大学;2016年

3 谈斌;飞机导航系统性能评估及水平飞行轨迹优化[D];中国民航大学;2011年

4 张梦樱;复杂约束条件下高超声速飞行器轨迹优化方法研究[D];国防科学技术大学;2014年

5 蒋正谦;飞行器上升段闭环制导轨迹优化[D];上海交通大学;2013年

6 张勇;一种飞行演示器的上升段轨迹优化及仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

7 李世伦;深空探测返回再入轨迹优化与制导[D];哈尔滨工业大学;2012年

8 刘伟;电力线路巡检飞行机器人轨迹生成方法研究[D];华北电力大学（北京）;2009年

9 周美江;火星EDL轨迹优化和进入制导研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

10 夏梦;复杂约束下飞行器轨迹快速优化设计[D];哈尔滨工业大学;2010年

，

本文编号：984479