无人飞行器纵向剖面轨迹优化_《控制理论与应用》

摘要：

【摘要】对飞行管理系统的纵向剖面轨迹优化功能进行了研究.以固定距离最省油为优化指标,用能量法动态地建立了3阶段轨迹优化模型.区别于固定推力只对速度寻优的传统的模型求解方法,把发动机推力和速度同时作为寻优变量,并结合无人飞行器飞行的物理过程,将3阶段轨迹优化模型进一步变换成非线性规划问题,利用再开始FR(Fletcher-Revees)共轭梯度法进行求解.最后以某型无人飞行器为例进行仿真验证,结果表明将发动机推力设为变量比推力固定求得的纵向剖面最优轨迹更省油,对节省燃油降低经济成本有一定的实用参考价值.
【关键词】无人飞行器；能量方法；轨迹优化；非线性规划；再开始FR共轭梯度法；

引言：

【引言】飞行管理系统在各类飞机上的应用越来越广泛,纵向剖面轨迹优化是飞行管理系统的一项核心技术, 它为飞行控制系统提供垂直制导指令, 并且可以节省燃油消耗、降低经济成本, 因此开展纵向剖面轨迹优化的研究十分重要.无人飞行器纵向剖面轨迹优化, 即优化无人飞行器的纵向剖面参数, 如速度、高度和推力设置等, 这些连续的最优飞行状态, 构成了无人飞行器的最优飞行轨迹. 纵向飞行轨迹的优化研究已有几十年的历史了, 国内外出现了很多优化方法, 研究内容上也从点优化、段优化发展到全剖面优化. 全剖面的优化研究始于上世纪70年代, 近来该项研究在航空航天领域仍是一个热点课题.

作者：

陈晓；王新民；周健

作者单位：

西北工业大学自动化学院；