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连续下降进近(CDA)航迹的 Gauss 伪谱优化方法

宫峰勋 苑克剑 马艳秋

宫峰勋, 苑克剑, 马艳秋. 连续下降进近(CDA)航迹的 Gauss 伪谱优化方法[J]. 交通信息与安全, 2016, 34(4): 15-21. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.003
引用本文: 宫峰勋, 苑克剑, 马艳秋. 连续下降进近(CDA)航迹的 Gauss 伪谱优化方法[J]. 交通信息与安全, 2016, 34(4): 15-21. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.003
GONG Fengxun, YUAN Kejian, MA Yanqiu. Trajectory Optimization of Continuous Descent Approach (CDA)by a Gauss Pseudospectral Method[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2016, 34(4): 15-21. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.003
Citation: GONG Fengxun, YUAN Kejian, MA Yanqiu. Trajectory Optimization of Continuous Descent Approach (CDA)by a Gauss Pseudospectral Method[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2016, 34(4): 15-21. doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.003

连续下降进近(CDA)航迹的 Gauss 伪谱优化方法

doi: 10.3963/j.issn1674-4861.2016.04.003
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目

天津市应用基础及前沿技术研究计划(重点项目)

中央高校科研业务费项目

详细信息
  • 中图分类号: U8

Trajectory Optimization of Continuous Descent Approach (CDA)by a Gauss Pseudospectral Method

  • 摘要: 针对优化恒定下滑角的直线连续下降进近(CDA)飞行航迹问题,采用高斯伪谱法将 Bolza型最优控制问题(OCP)转化成飞行器不同襟翼状态下的非线性规划问题,得出时间优化连续下降进近飞行航迹.对连续下降进近的飞行器建立动力学模型,确定飞行位置的状态变量及航迹角的控制变量,提出时间最小化性能指标.选取 B737-800机型,在终端区和飞行状态限制条件下利用 GPOPS工具仿真高斯伪谱法时间优化航迹,确定 TOD 位置和飞行速度控制曲线.并与其它 CDA 航迹算法进行比较研究.对比分析终端区17条 CDA 航迹及1条传统阶梯式进近航迹的进近状态,结果显示,采用高斯伪谱法获得的 CDA 航迹相比于传统进近航迹的下降时间缩短了16.67%,且优于其它算法获得的 CDA 航迹.验证使用高斯伪谱法优化 CDA 航迹可节省下降时间,提高航迹预测的精度和飞行控制系统的计算效率.

     

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出版历程
  • 刊出日期:  2016-08-28

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