距離離散化と逐次凸化による火星突入軌道計画【JST・京大機械翻訳】

Liu Xu; Li Shuang; Xin Ming

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202200980315170 整理番号：22P0278615

距離離散化と逐次凸化による火星突入軌道計画【JST・京大機械翻訳】

Mars Entry Trajectory Planning with Range Discretization and Successive Convexification

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発行年： 2022年01月23日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年01月23日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

本論文は,範囲離散化による火星侵入軌道計画のための逐次凸計画法を開発する。数値積分の精度を改善するために,入力軌跡の範囲を時間あるいはエネルギーよりむしろ独立変数として選択した。拡張因子を採用して,性能指数の入力動力学と統合間隔を正規化し,その結果,困難な自由-時間プログラミング問題を固定-最終範囲最適化問題に変換することができた。状態から制御を切り離し,バンク角度とその速度に対する制約の凸化を容易にするために,新しい制御入力として範囲に関するバンク角速度を導入した。非線形バンク角速度制約は,不等式緩和によってさらに線形に緩和される。さらに,非凸最小時間性能指数を,状態変数として飛行時間に関して凸化した。次に,Mars入力軌道計画問題を線形化後に凸計画のフレームワークに定式化することができた。範囲離散化と連続的凸化によって,再定式化火星入力軌道計画問題を凸計画アルゴリズムを用いて順次解くことができる一連の凸最適化部分問題に転写する。仮想制御と適応信頼領域技術を用いて,アルゴリズムの精度,ロバスト性,および計算効率を改善した。比較研究による数値シミュレーションを示し,提案アルゴリズムの収束性能と効率を実証した。【JST・京大機械翻訳】

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数理計画法 , システム設計・解析

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