Método de Planificación Rápido y Casi-Analítico para la Trayectoria de Entrada bajo Restricciones de Tiempo y de Estado Completo
Autores: Xia, Wenjie; Wang, Peichen; Yan, Xunliang; Hong, Bei; Li, Xinguo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Método de Planificación Rápido y Casi-Analítico para la Trayectoria de Entrada bajo Restricciones de Tiempo y de Estado Completo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Planificación de trayectorias
Diseño de predictor-corrector analítico
Perfil de aceleración por arrastre
Lógica de reversión de banco
Ajuste adaptativo
Restricciones del ángulo de trayectoria de vuelo
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Se propone un método de planificación de trayectoria rápida basado en un diseño analítico de predictor-corrector del perfil de aceleración de arrastre y una lógica de reversión de banco basada en un ajuste adaptativo de doble etapa para resolver el problema de entrada bajo restricciones de tiempo y estado completo. Primero, se utiliza un algoritmo analítico de predictor-corrector para diseñar los parámetros del perfil que satisfacen las restricciones terminales de altitud, velocidad, alcance, tiempo y ángulo de trayectoria de vuelo. Posteriormente, se propone un algoritmo de planificación lateral adaptativa basado en el ajuste y mantenimiento de rumbo para lograr la división adaptativa de las etapas de vuelo y la determinación del punto de reversión de banco, satisfaciendo así las restricciones de posición terminal y ángulo de rumbo. Concurrentemente, se propone un método de cuantificación rápida para el límite de capacidad ajustable del ángulo de rumbo terminal. Sobre esta base, se diseña una estrategia de corrección de alcance y tiempo para lograr alta precisión y la generación rápida de una trayectoria de entrada de tres grados de libertad bajo maniobras laterales a gran escala. Los resultados de la simulación demostraron que, en comparación con los métodos existentes, el método propuesto puede dividir adaptativamente las etapas de vuelo, asegurando una mejor aplicabilidad multitarea y una mayor eficiencia computacional.
Descripción
Se propone un método de planificación de trayectoria rápida basado en un diseño analítico de predictor-corrector del perfil de aceleración de arrastre y una lógica de reversión de banco basada en un ajuste adaptativo de doble etapa para resolver el problema de entrada bajo restricciones de tiempo y estado completo. Primero, se utiliza un algoritmo analítico de predictor-corrector para diseñar los parámetros del perfil que satisfacen las restricciones terminales de altitud, velocidad, alcance, tiempo y ángulo de trayectoria de vuelo. Posteriormente, se propone un algoritmo de planificación lateral adaptativa basado en el ajuste y mantenimiento de rumbo para lograr la división adaptativa de las etapas de vuelo y la determinación del punto de reversión de banco, satisfaciendo así las restricciones de posición terminal y ángulo de rumbo. Concurrentemente, se propone un método de cuantificación rápida para el límite de capacidad ajustable del ángulo de rumbo terminal. Sobre esta base, se diseña una estrategia de corrección de alcance y tiempo para lograr alta precisión y la generación rápida de una trayectoria de entrada de tres grados de libertad bajo maniobras laterales a gran escala. Los resultados de la simulación demostraron que, en comparación con los métodos existentes, el método propuesto puede dividir adaptativamente las etapas de vuelo, asegurando una mejor aplicabilidad multitarea y una mayor eficiencia computacional.