哈爾濱工業大學晁濤獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉哈爾濱工業大學申請的專利一種考慮禁飛區約束的天基再入飛行器可達域快速計算方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115438829B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-05發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210520700.8,技術領域涉及:G06Q10/047;該發明授權一種考慮禁飛區約束的天基再入飛行器可達域快速計算方法是由晁濤;權申明;王松艷;楊明設計研發完成,并于2022-05-13向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種考慮禁飛區約束的天基再入飛行器可達域快速計算方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種考慮禁飛區約束的天基再入飛行器可達域快速計算方法,屬于天基再入飛行器技術領域。包括:S100、首先,使用二階錐規劃求解轉化后的離軌制動凸優化問題,得到單條離軌最優軌跡;S200、其次,遍歷計算離軌段可達域邊界;S300、然后,將再入段軌跡優化問題轉化為凸優化問題,得到單條再入滑翔段最優軌跡;S400、進一步改變性能指標,得到最近點、最遠點、左邊界和右邊界再入段可達域特征點;S500、最后,合并離軌段與再入滑翔段可達域,結合解析預測法計算禁飛區影響的再入滑翔段可達域邊界。本發明相比于現有方法得到了更大范圍的可達域,同時求解可達域求解速度更快,具有廣闊的工程應用前景。
本發明授權一種考慮禁飛區約束的天基再入飛行器可達域快速計算方法在權利要求書中公布了:1.一種考慮禁飛區約束的天基再入飛行器可達域快速計算方法,其特征在于,所述考慮禁飛區約束的天基再入飛行器可達域快速計算方法包括以下步驟: S100、首先,提出基于凸優化的離軌段軌跡規劃方法,將離軌制動問題轉化為凸優化問題,使用二階錐規劃方法進行求解,得到單條離軌段最優軌跡;在S100中,具體包括以下步驟: S110、狀態方程歸一化: 定義為推力—加速度向量,其中為推力與發動機初始重量之比,m為飛行器當前質量與初始質量之比,定義,將,分別對和進行歸一化,并將時間對進行歸一化,得到更改后的狀態方程, 1 其中,為一松弛變量,代表推力-加速度,狀態量為,控制量為,將狀態方程寫為矩陣形式, 2 其中,,,發動機推力加速度上界及定義松弛關系約束分別為, 3 4 當使用迭代方法求解最優解時,式2看作線性方程; S120、求解初始軌跡: 首先需要一條初始軌跡,在此基礎進行優化,在此選取到達固定目標點,且指定離軌過程時間問題的燃料最優解, 5 將離軌過程分為段,每一段時間間隔為,求解個狀態變量及控制變量,飛行器初始位置、速度與終端時刻位置、速度約束可表示為: 6 7 離軌過程約束為式2-式7,由于地心距為歸一化后的變量,在離軌過程中近似為1,在對結果精確度要求不高的情況下,式2中的近似為1,變為線性方程,燃料指標函數為: 8 由于所有約束及目標函數均為凸的,此問題為一標準的凸優化問題; S200、其次,在單條離軌段最優軌跡的基礎上,采用遍歷邊界的方式進行可達域計算,將可達域邊界單側等分為N份,設計三維離軌軌跡規劃及可達域計算流程,計算出可達域的最近點、最遠點、左邊界和右邊界; S300、然后,提出基于凸優化的再入滑翔段軌跡規劃方法,將再入段軌跡優化問題轉化為凸優化問題,得到單條再入滑翔段最優軌跡; S400、進一步地,改變性能指標,通過遍歷邊界得到再入段可達域; S500、最后,合并離軌段與再入滑翔段可達域,結合解析預測法計算禁飛區影響的再入滑翔段可達能力,最終得到考慮禁飛區的天基再入滑翔飛行器可達域邊界。
如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術,可聯系本專利的申請人或專利權人哈爾濱工業大學,其通訊地址為:150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區西大直街92號;或者聯系龍圖騰網官方客服,聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。
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