Un Método Homotópico Robusto Modificado para el Problema de Control Orbital Óptimo en Combustible de Bajo Empuje
Autores: Huang, Yuyang; Zhang, Lifei; Zhang, Xianjian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Método Homotópico Robusto Modificado para el Problema de Control Orbital Óptimo en Combustible de Bajo Empuje
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Técnica de suavizado de penalización cuadrática
Problema óptimo de combustible
Trayectoria de bajo empuje
Algoritmo de optimización por enjambre de partículas
Técnica de normalización de coestado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en mejorar la aplicación de la técnica de suavizado de penalización cuadrática para resolver el problema de trayectoria de bajo empuje óptima en combustible. Se emplean algunas técnicas prácticas, incluyendo el algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO), la técnica de normalización de coestado y el método de disparo único. Estos enfoques pueden mejorar la convergencia hacia la solución óptima global. La aplicación del PSO se mejora mediante la introducción del término de terminación de diversidad. Además, se introduce y analiza un nuevo parámetro, la relación de empuje máximo a masa inicial. También se derivan las relaciones entre los multiplicadores de Lagrange para diferentes en el problema auxiliar óptimo de energía. Estas relaciones pueden utilizarse en escenarios con alta para reducir el espacio de búsqueda variable, lo que lleva a una disminución significativa en el tiempo de cálculo. Sin embargo, pocos investigadores han propuesto una estrategia bien definida para el proceso homotópico. Proponemos una estrategia de iteración robusta, que implica la determinación del tamaño máximo del paso y la distinción de soluciones subóptimas. Esta estrategia iterativa podría garantizar una convergencia robusta hacia las soluciones óptimas. Se proporciona un ejemplo de encuentro interplanetario para demostrar la efectividad de las técnicas y la estrategia presentadas.
Descripción
Este estudio se centra en mejorar la aplicación de la técnica de suavizado de penalización cuadrática para resolver el problema de trayectoria de bajo empuje óptima en combustible. Se emplean algunas técnicas prácticas, incluyendo el algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO), la técnica de normalización de coestado y el método de disparo único. Estos enfoques pueden mejorar la convergencia hacia la solución óptima global. La aplicación del PSO se mejora mediante la introducción del término de terminación de diversidad. Además, se introduce y analiza un nuevo parámetro, la relación de empuje máximo a masa inicial. También se derivan las relaciones entre los multiplicadores de Lagrange para diferentes en el problema auxiliar óptimo de energía. Estas relaciones pueden utilizarse en escenarios con alta para reducir el espacio de búsqueda variable, lo que lleva a una disminución significativa en el tiempo de cálculo. Sin embargo, pocos investigadores han propuesto una estrategia bien definida para el proceso homotópico. Proponemos una estrategia de iteración robusta, que implica la determinación del tamaño máximo del paso y la distinción de soluciones subóptimas. Esta estrategia iterativa podría garantizar una convergencia robusta hacia las soluciones óptimas. Se proporciona un ejemplo de encuentro interplanetario para demostrar la efectividad de las técnicas y la estrategia presentadas.