| 基于CW方程的航天器追逃问题半直接求解方法 |
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| 引用本文： | 孙松涛,祝强军,宋斌.基于CW方程的航天器追逃问题半直接求解方法[J].上海航天,2019,36(3):68-74. |
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| 作者姓名： | 孙松涛 祝强军 宋斌 |
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| 作者单位： | 上海宇航系统工程研究所 |
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| 摘 要： | 针对时间固定的两航天器追逃问题,提出一种以半直接配点法研究追逃双方最优控制策略的求解方法。航天器追逃问题是基于微分对策的追逃问题,该问题是含有追逐者和逃逸者控制变量的两点边值问题。若采用必要条件求解,则对迭代初值要求高,收敛困难。在两航天器均为连续小推力的假设条件下,以终端距离为支付函数,给出半直接配点法的求解过程。在此数值方法中,根据半直接转换将微分对策问题转化为最优控制问题,采用Gauss-Lobbato配点法将此最优问题最终转化为非线性规划问题,继而通过序列二次规划算法求解。这种半直接配点法避免了对微分对策问题最优策略的必要条件(两点边值问题)求解。采用该方法求解对迭代初值不敏感,且数值稳定性好。数值仿真实例验证了这种求解方法的可行性。该方法提高了求解两点边值问题的收敛性,为求解含有双方控制变量的微分对策问题提供了一种思路。
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| 关 键 词： | 航天器追逃问题 微分对策 最优控制 两点边值问题 半直接配点法 非线性规划 |
| 收稿时间： | 2018/8/5 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2018/11/5 0:00:00 |
Semi-Direct Collocation Method to Spacecraft Pursuit-Evasion Problem Based on CW Equations |
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| SUN Songtao,ZHU Qiangjun and SONG Bin.Semi-Direct Collocation Method to Spacecraft Pursuit-Evasion Problem Based on CW Equations[J].Aerospace Shanghai,2019,36(3):68-74. |
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| Authors: | SUN Songtao ZHU Qiangjun and SONG Bin |
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| Institution: | Shanghai Institute of Aerospace System Engineering, Shanghai 201109, China,Shanghai Institute of Aerospace System Engineering, Shanghai 201109, China and Shanghai Institute of Aerospace System Engineering, Shanghai 201109, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | spacecraft pursuit-evasion problem differential game optimal control two-point boundary-value problem semi-direct collocation method nonlinear mathematical programming |
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