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Ascenso mínimo de combustible de un vehículo hipersónico considerando la restricción de control utilizando el algoritmo de optimización mejorado inspirado en las palomas
El problema de la optimización de la trayectoria de los vehículos hipersónicos ha sido reconocido desde hace tiempo como un problema difícil. Este artículo introduce las restricciones de control en la optimización de la trayectoria para que la trayectoria óptima cumpla los requisitos de rendimiento del control. La fuerte característica no lineal de la aerodinámica de la fase de ascenso hace que el problema de optimización de la trayectoria sea difícil de resolver mediante la teoría del control óptimo. Se propone un algoritmo de optimización de la trayectoria basado en el algoritmo mejorado de optimización inspirado en las palomas (PIO) para resolver el complejo problema de optimización de la trayectoria bajo múltiples restricciones. Para superar el obstáculo de la convergencia prematura y el engaño, se introduce en el PIO la estrategia evolutiva del qubit en el algoritmo evolutivo cuántico (QEA) para mantener la diversidad de la población y juzgar la solución óptima. Para manejar las restricciones, se utiliza la función de penalización para construir la función de aptitud. La trayectoria óptima de ascenso se obtiene utilizando el algoritmo PIO mejorado. A continuación, se utiliza el algoritmo de inversión de la trayectoria para verificar la viabilidad de la trayectoria óptima y garantizar que se obtiene una trayectoria óptima viable. Los resultados de la comparación muestran que el algoritmo propuesto supera a la optimización por enjambre de partículas (PSO) y a la PIO estándar en la optimización de la trayectoria. Mientras tanto, el resultado de la simulación muestra que el rendimiento de la trayectoria óptima de ascenso con restricciones de control se mejora y la trayectoria es factible. Por lo tanto, el método es potencialmente factible para resolver el problema de optimización de la trayectoria de ascenso con restricciones de control para vehículos hipersónicos.
Autores: Jiahao, He; Yanbin, Liu; Shuanglin, Li; Yue, Tang
Idioma: Inglés
Editor: Hindawi
Año: 2020
Disponible con Suscripción Virtualpro
Categoría
Licencia
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Hindawi
International Journal of Aerospace Engineering
Volume 2020, Article ID 3024607, 21 pages
https://doi.org/10.1155/2020/3024607
Jiahao He, Yanbin Liu, Shuanglin Li, Yue Tang
, China
Academic Editor: Antonio Viviani
Contact: ijae@hindawi.com