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基于能耗优化的四旋翼无人机航迹规划:分段式高斯伪谱法: 2025年; 在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能耗间耦合关系;其次,基于此模型,将考虑能耗优化的航迹规划问题转化为带约束的连续时间优化问题;最后,设计了分段式高斯伪谱法求解出优化航迹,其中通过滑动选取优化子区间的方法,在航点数量较多的复杂飞行任务中有效缩短了计算时间,同时提升了轨迹的平滑性和航点跟踪准确性。仿真和实验结果表明,与传统定航点飞行相比,所提算法能大幅降低飞行能耗,与常用优化算法相比,所提算法在保证能耗优化效果的同时,所需计算时间更短,航点跟踪精度更高。; 欧阳权徐罗旻杨继阳薛雅丽丛玉华吕建威; 关键词：能耗优化航迹规划

基于辛伪谱法的无人驾驶车辆横摆运动最优控制方法: 本发明提供了一种基于辛伪谱法的无人驾驶车辆横摆运动最优控制方法，通过执行伪谱法来近似原连续时间系统的最优控制问题，设计的线搜索与凸优化技术能够有效保证迭代速度和数值稳定性，结合模型精度检验与网格自适应更新策略能够改善初始...; 张硕李睿峰汪洋崔星王一全杨波李洪彪

结合伯克霍夫插值和LGL伪谱法的飞行器轨迹优化方法: 本发明公开了一种结合伯克霍夫插值和LGL伪谱法的飞行器轨迹优化方法，利用数值求解方法中的伪谱法求解飞行器轨迹优化问题模型，针对伪谱法求解优化问题过程中离散化插值问题产生的微分矩阵条件数较高的问题，通过引入伯克霍夫插值，极...; 叶传涛刘志勤黄俊杨攀唐奇

基于伪谱法的有限推力远程交会轨迹优化: 2025年; 针对末端时间自由的有限连续推力航天器远程交会问题非线性强,计算量大,优化过程复杂,难以得到收敛的数值解的特点,提出了一种基于序列二次规划算法进行求解的远程交会轨迹优化方法。首先建立了末端时间自由的共面轨道航天器远程交会模型,通过高斯伪谱法将该优化模型转化为一组可以送代求解的非线性优化问题,以任务燃料消耗最优作为代价函数,求解得出航天器共轨道面远程交会优化轨迹与推力控制序列。仿真结果表明,上述方法计算速度较快,实时性好,能够准确快速实现远程交会的目标,可为航天器远程交会任务提供一定技术参考。; 柳明星冯彦军连晓斌王彦革; 关键词：伪谱法有限推力远程交会

基于改进自适应伪谱法的遥感卫星姿态机动规划方法: 2025年; 针对高分辨率挠性遥感卫星在进行对地观测任务时的多约束姿态最优机动规划问题,提出了一种改进的hp自适应Radau伪谱法。本文方法采用双层优化迭代策略,以微分-代数约束在以高斯分布的采样点处的残差为误差评估准则进行优化,以各采样点处曲率最大值与标准差比值的四分之一为细化准则进行二次优化,这两点共同提高了该方法的求解效率。首先结合卫星动力学、运动学和挠性附件的振动方程,建立了面向最优控制方法的刚挠耦合状态空间方程;其次在建立包含代数-微分约束、控制力矩约束、角动量约束、路径约束以及满足优化目标函数的基础上,采用改进hp自适应Radau伪谱法将最优控制问题转化为一般的非线性规划问题进行求解。仿真结果表明,本文方法能够生成满足各项约束要求的最优轨迹,且相比于传统hp自适应伪谱法在同精度下耗时更短,具有更高的求解效率。本文方法为高分辨率遥感卫星执行复杂空间任务提供了设计依据,具有工程意义。; 范国伟高宇刘泉志肖阳吕雪莹张乐张刘; 关键词：多约束

基于改进鸡群-Gauss伪谱法的组合动力飞机爬升轨迹优化方法: 2025年; 组合动力飞机爬升段油耗占比高,亟需关注动力模态切换的安全性以及切换时机的选择,因此开展爬升轨迹优化研究具有重要意义。然而,因为模型非线性、非凸约束和强飞发耦合等因素的制约使得求解困难。首先,建立了体现飞发耦合特性的组合动力飞机模型。其次,为高效求解该问题,改进了经典鸡群优化算法的更新规则,进而与Gauss伪谱法融合形成混合优化算法。最后,对爬升段油耗与飞机关键参数进行了关联性分析。仿真结果表明,与单独使用鸡群算法或Gauss伪谱法相比,使用改进鸡群-Gauss伪谱法的油耗更低。此外,所提模型的爬升段油耗与飞机升阻比呈负相关;模态切换点的选取也对油耗有显著影响,但不呈现单调性。; 王有盛孙立国魏金鹏谭文倩潘永豪; 关键词：高超声速飞行器优化算法

一种基于伪谱法和神经网络的双脉冲导弹初制导方法: 本发明提出一种基于伪谱法和神经网络的双脉冲导弹初制导方法，包括如下步骤：步骤1.建立弹道优化模型；只考虑导弹在垂直平面的初制导方法；步骤2.利用伪谱法求解最优弹道；给定相应状态量、控制量以及初始时刻约束、终端时刻约束与过...; 陈万春王鹏陈中原

基于改进Gauss伪谱法的低轨空间碎片规避策略研究: 随着全球卫星发射数量的不断增长,航天活动频繁,当前的太空环境变得日益复杂,特别是大量的废弃载荷和卫星解体产生的空间碎片,占据了宝贵的太空资源,对在轨卫星的正常运行造成了严重的碰撞风险和威胁。在这种背景下,本论文针对空间碎...; 周航琪; 关键词：GAUSS伪谱法最优控制

一种基于伪谱法的助推-补能跳跃滑翔轨迹优化方法: 2024年; 针对大气层边缘补能-跳跃滑翔运动,建立了一种助推-补能跳跃滑翔全程空间运动模型以及补能滑翔段无量纲运动方程。提出了一种基于Gauss伪谱法的动态分段串行优化策略,可对助推段俯仰程序角、补能-跳跃滑翔段飞行攻角、倾侧角以及补能时刻等轨迹控制变量进行求解,实现含连续/离散控制变量的轨迹优化一体化设计。分别对助推-补能跳跃滑翔和助推-拟平衡滑翔轨迹优化开展仿真,验证了针对补能-跳跃滑翔轨迹的分段串行优化策略的有效性,同时分析了相同助推规模和飞行器质量条件下,补能跳跃轨迹相较拟平衡滑翔轨迹在增大飞行时间、航程和机动过载能力上更具优势。; 雍恩米魏桐刘深深陈琦余婧; 关键词：GAUSS伪谱法突防

一种基于高斯伪谱法的节能坡优化方法: 一种基于高斯伪谱法的节能坡优化方法，在规划设计阶段采用该方法实现线路纵断面设计，可以有效节约运营期列车的运行能耗，有效降低轨道交通运营成本。通过多次列车仿真测试实验的对比，发现不同线路、车辆等条件下，列车运行节能效果不同...; 曹金铭韩波李妙迪方恒堃王京峰邢行李四春钱蕾

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