هدایت بهینه جسم بازگشتی با استفاده از روش ترکیبی

نویسندگان

چکیده

در مقاله حاضر، روشی نوین برای هدایت بهینه فاز بازگشت به جو پیشنهاد می‎گردد. این روش هدایت مبتنی بر بهینه‎سازی مسیر لحظه‎ای و برخط است که در آن، فرامین بهینه هدایت از حل متوالی مسائل کنترل بهینه به‌دست می‎آیند. به‌منظور حل سریع و برخط مسائل کنترل بهینه، از رویکردی ترکیبی مشتمل بر مفاهیم همواری دیفرانسیلی، منحنی‎های بی‎اسپیلاین، هم‎نشانی مستقیم و برنامه‎ریزی‎ غیرخطی استفاده می‎شود. با انجام فرآیند بهینه‎سازی مسیر در قالب یک حلقه بسته کنترلی و پیاده‎سازی قواعد کنترل افق پسین، می‎توان پاسخ‎های حلقه باز کنترل بهینه را به شرایط لحظه‎ای جسم و هدف وابسته کرد. در این حالت، می‎توان فرامین هدایت را براساس توابع هدف و قیود متنوعی تولید نمود و عدم قطعیت‎های مدل را با واردنمودن شرایط لحظه‎ای وسیله به بخش بهینه‎سازی‎کننده مسیر درنظرگرفت. به‌منظور نشان‎دادن قابلیت‎های روش هدایت پیشنهادی، مثالی عددی از هدایت یک جسم بازگشتی در حضور عدم قطعیت‎های مدل و باد ارائه می‎شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal Reentry Guidance using a Combined Method

چکیده [English]

In this paper an optimal new reentry guidance method is proposed. This method is based on online trajectory
optimization that optimal guidance commands derived from optimal problem solutions. For rapid and online solution of
optimal control problem, we present a method which is a combination of differential flatness concept, B-spline curves,
direct collocation and nonlinear programming. With closed loop trajectory optimization and implementation of receding
horizon control concept, open loop optimal control solutions are related to current vehicle and target conditions. In this
case guidance commands are generated based on desired functional and various constraints. For proofing of capabilities
of this guidance method, an example of reentry guidance is discussed with wind and model uncertainties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Trajectory Optimization
  • Differential Flatness
  • B-spline Curves
  • Direct Collocation
  • Nonlinear Programming
  • Receding Horizon Control
  • Integrated Guidance and Control