基于牛顿迭代和凸优化的主动推力调节弹道规划方法

作者：张亮; 赵康伟; 张志平; 匡东政; 李源

来源：中国惯性技术学报, 2023, 31(12): 1220-1227.

DOI：10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2023.12.008

• 运载火箭
• 推力调节
• 牛顿迭代
• 凸优化

针对运载火箭弹道规划难以满足定量气动约束的问题，提出牛顿迭代和凸优化相结合的主动推力调节弹道规划方法。首先，基于四维牛顿迭代法在不考虑风场影响和过程约束条件下设计一条标准弹道。然后，基于主动段最大气动弯矩值（考虑风场），采用一维牛顿迭代法获得推力主动调节系数，以满足运载火箭在大风区的气动弯矩约束要求。针对推力调节后对入轨点参数的影响，在二级飞行段采用了两步校正参数自适应调节的序列凸优化方法，从而满足运载火箭入轨约束。最后，在三条不同目标轨道下对算法有效性进行了验证。仿真结果表明，在尽可能不减少运载火箭运载力和影响能量最优性的条件下，所提方法可以满足气动弯矩值小于2800 Pa·rad的定量要求，且入轨高度偏差小于60 m。

• 单位
  上海宇航系统工程研究所; 中国空间技术研究院; 中山大学; 航天学院