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龍圖騰網(wǎng)獲悉浙江大學(xué)申請(qǐng)的專(zhuān)利梯度自適應(yīng)有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優(yōu)控制系統(tǒng)獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專(zhuān)利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116069057B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?專(zhuān)利號(hào)為：202211626160.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05D1/495；該發(fā)明授權(quán)梯度自適應(yīng)有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優(yōu)控制系統(tǒng)是由謝意;史炤南;馬夢(mèng)穎;張逸然;吳高潔;俞啟東;王文海;李洋;張文宇;韋文書(shū);宗凱;劉興高設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-12-15向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專(zhuān)利申請(qǐng)。

本梯度自適應(yīng)有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優(yōu)控制系統(tǒng)在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種梯度自適應(yīng)有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優(yōu)控制系統(tǒng),用于解決超高聲速飛行器再入軌跡最優(yōu)控制及過(guò)程約束全程滿足。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法模塊以及飛行器控制模塊。本發(fā)明對(duì)超高聲速飛行器再入軌道過(guò)程的重要參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化控制，克服已有的超高聲速飛行器控制技術(shù)算法敏捷性差、難以在較短時(shí)間內(nèi)得到系統(tǒng)最優(yōu)參數(shù)控制從而導(dǎo)致超高聲速飛行器控制效果的不足，引入動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法與基于梯度的網(wǎng)格劃分正交配置方法，從而得到超高聲速飛行器再入軌跡優(yōu)化最優(yōu)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)的飛行器再入軌跡OCP最優(yōu)控制Benchmark場(chǎng)景測(cè)試結(jié)果效果更好、效率更高、易于找到最優(yōu)控制參數(shù)。

本發(fā)明授權(quán)梯度自適應(yīng)有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優(yōu)控制系統(tǒng)在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種基于梯度自適應(yīng)有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優(yōu)控制系統(tǒng),用于解決超高聲速飛行器再入軌跡最優(yōu)控制及過(guò)程約束全程滿足，其特征在于：包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法模塊以及飛行器控制模塊；所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊的輸入為超高聲速飛行器所帶再入軌道過(guò)程傳感器傳回?cái)?shù)據(jù)S*，再由數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊統(tǒng)一量綱輸入為S＝{h0,V0,θ0,X0,Xf,X1,X2,Xb,Rb}；其中，h0為超高聲速飛行器初始高度，單位km；V0為飛行器初始速度，單位kms；θ0為飛行器初始轉(zhuǎn)向角；X0為飛行器初始位置且X0＝x0,y0為飛行器所處經(jīng)緯度；Xf終端位置且Xf＝xf,yf；X1、X2為飛行器航點(diǎn)約束，X1＝x1,y1，X2＝x2,y2；Xb為禁飛區(qū)約束點(diǎn)且Xb＝xb,yb；Rb為禁飛區(qū)半徑，單位km；所述飛行器控制模塊通過(guò)控制飛行器傾斜角σ、加速度a、航向角θ、傾斜角u實(shí)時(shí)地滿足相關(guān)約束；高超聲速飛行器飛行模型為： 其中，超高聲速飛行器控制模塊路徑約束全程滿足包括：1控制約束為了確保高超聲速飛行器的穩(wěn)定性，對(duì)于控制變量標(biāo)準(zhǔn)化后的傾斜角u約束滿足： 2終端狀態(tài)約束對(duì)終端超高聲速飛行器狀態(tài)方程： 3航點(diǎn)約束：假設(shè)具體的航點(diǎn)的總個(gè)數(shù)為iend，第i個(gè)航點(diǎn)的位置用經(jīng)緯度表示為xi,yi，則模型的航點(diǎn)約束滿足 4禁飛區(qū)約束：禁飛區(qū)被描述為具有無(wú)限高度的圓形禁區(qū)，假設(shè)第j個(gè)禁飛區(qū)的圓心為半徑為則禁飛區(qū)約束滿足： 所述動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法模塊用于建立超高聲速飛行器再入軌跡優(yōu)化系統(tǒng)；所述建立超高聲速飛行器再入軌跡優(yōu)化系統(tǒng)具體為：首先引入有限元正交配置法，將無(wú)限維OCP問(wèn)題轉(zhuǎn)化為有限維非線性問(wèn)題；然后根據(jù)序列二次規(guī)劃法SQP進(jìn)行求解；最后通過(guò)基于梯度信息的OCFE自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化策略，提高OCFE的精度和效率；提出的基于梯度的分割策略，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的梯度信息分析當(dāng)前分割下的最優(yōu)控制策略，并根據(jù)給定的規(guī)則重新進(jìn)行分割。

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