[發明專利]一種基于修正牛頓法-內點法的火箭軌跡規劃方法

在審

• 申請號: 202210936631.9
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115358117A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 張冉;李惠峰;王嘉煒
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種基于修正牛頓法-內點法的火箭軌跡規劃方法，其特征在于：具體步驟如下：

步驟一、獲取階段時點的初始猜想；

向火箭軌跡規劃方法的用戶請求獲取階段時點的初始猜想T＝(t₁,...,t_N)；

步驟二、應用階段時點構建內層子問題；

應用階段時點T＝(t₁,...,t_N)，對火箭軌跡規劃問題進行處理與變形，并引入內層松弛系數K，構建具有特定形式的內層子問題；

步驟三、應用梯形法離散化內層子問題；

應用梯形法，離散化步驟二中得到的內層子問題，得到離散內層子問題；

步驟四、應用內點法求解離散內層子問題；

應用內點法，求解離散內層子問題，得到最優的火箭推力方向u與內層松弛系數K；

步驟五、應用有限差分法計算梯度信息；

重復N次步驟二至步驟四，應用有限差分法計算內層松弛系數K相對階段時點T＝(t₁,...,t_N)的梯度信息

步驟六、應用修正牛頓法計算新的階段時點；

基于步驟二至步驟五中得到的內層松弛系數K、梯度信息構建具有特定形式的外層子問題，并應用修正牛頓法計算新的階段時點；

步驟七、輸出火箭軌跡規劃結果；

若步驟六中得到的階段時點滿足特定收斂條件，則輸出步驟四中得到的火箭推力方向u與步驟六中得到的階段時點T＝(t₁,...,t_N)；否則，轉步驟二繼續計算。

2.根據權利要求1所述的一種基于修正牛頓法-內點法的火箭軌跡規劃方法，其特征在于：在步驟一中所述的“向火箭軌跡規劃方法的用戶請求獲取階段時點的初始猜想”，具體作法如下：

要求用戶提供N個階段時點的初始猜想T＝(t₁,...,t_N)，N為階段總數，T為N維向量。

3.根據權利要求1所述的一種基于修正牛頓法-內點法的火箭軌跡規劃方法，其特征在于：在步驟二中所述的“具有特定形式的內層子問題”，是指對火箭軌跡規劃問題進行處理與變形、引入內層松弛系數K后得到的問題；內層子問題的具體形式為：

4.根據權利要求1所述的一種基于修正牛頓法-內點法的火箭軌跡規劃方法，其特征在于：在步驟三中所述的“離散內層子問題”，其具體形式為：

5.根據權利要求1所述的一種基于修正牛頓法-內點法的火箭軌跡規劃方法，其特征在于：在步驟四中所述的“內點法”，是指以原始-對偶齊次內嵌內點法為代表的二階錐規劃問題求解方法，用于求解離散內層子問題。

6.根據權利要求1所述的一種基于修正牛頓法-內點法的火箭軌跡規劃方法，其特征在于：在步驟六中所述的“具有特定形式的外層子問題”，其具體形式為：