[发明专利]一种基于凸优化的火箭在线轨迹优化定制化求解器

权利要求书

1.一种基于凸优化的火箭在线轨迹优化定制化求解器，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，建立火箭着陆段的动力学模型及火箭回收制导问题的最优控制问题模型；

步骤二，凸化处理最优控制问题模型；

步骤三，定制化求解凸优化问题。

2.根据权利要求1所述的基于凸优化的火箭在线轨迹优化定制化求解器，其特征在于，所述步骤一具体为：

首先，建立火箭动力软着陆段的动力学模型：

其中，r和v分别表示火箭运动的位置和速度矢量，g表示重力加速度矢量，T为火箭发动机推力矢量，m表示火箭的质量，a_D为气动阻力矢量，I_sp表示火箭发动机比冲，g₀表示地球海平面重力加速度常数；

针对式(1)的火箭动力学模型，建立燃料最优的火箭回收制导问题最优控制问题模型如下：

目标函数：

min J＝-m(t_f) \*MERGEFORMAT(2)

状态约束：

控制量约束：

T_min≤||T(t)||≤T_max \*MERGEFORMAT(6)

其中，t₀为着陆起始时刻，t_f为火箭飞行时间，r₀、v₀、m₀分别表示着陆起始位置、速度矢量和火箭起始质量，m_dry表示火箭干重，β表示火箭飞行航迹的最大侧滑角；以垂直地面向上为坐标y轴，x轴指向正北方向，z轴与x、y轴呈右手坐标系，r_x、r_y和r_z分表表示任意时刻t时，位置矢量的三个分量；T_min和T_max分别表示推力幅值的上下限约束，γ表示推力方向与垂直方向的最大摆角，T_x、T_y和T_z分表表示推力矢量的三个分量。