本發(fā)明涉及飛行器，尤其涉及一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、無人滑翔飛行器具有成本低、損耗小、零傷亡等優(yōu)勢，能夠廣泛運用于戰(zhàn)場偵察、遠程打擊、環(huán)境監(jiān)測等軍事及民用領(lǐng)域。為了提高無人滑翔飛行器的續(xù)航、載荷等性能，可以對其軌跡進行優(yōu)化。目前，這類優(yōu)化指標(biāo)比較片面，如滑翔距離最遠、滑翔時間最短、滑翔能耗最小等，或僅僅是將這些指標(biāo)進行簡單結(jié)合，難以反映飛行器在滑翔飛行時的綜合性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法、設(shè)備及存儲介質(zhì)，旨在解決現(xiàn)有的技術(shù)問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法,包括：
3、基于無人滑翔飛行器質(zhì)心運動方程，引入能量損失率和機動效率，用以分別描述無人滑翔飛行器機械能的損失程度和無人滑翔飛行器在滑翔飛行時對機動能力的利用程度；
4、結(jié)合無人滑翔飛行器滑翔時的能量損失與機動效率，建立綜合優(yōu)化函數(shù)；
5、基于綜合優(yōu)化函數(shù)，將其最小作為性能指標(biāo)優(yōu)化無人滑翔飛行器軌跡。
6、進一步地，所述能量損失率其中，vmax和cxmax分別表示飛行器的最大飛行速度以及此速度下的最大阻力系數(shù)，由于無人滑翔飛行器滑翔時的速度不會超過1ma，因此，v/vmax可以近似用飛行器當(dāng)前的飛行馬赫數(shù)來替代，記阻力系數(shù)cx的最大值為a，將能量損失率ηe改寫成如下形式
7、進一步地，所述機動效率
8、式中，n和nmax分別表示無人滑翔飛行器當(dāng)前法向過載和最大法向過載，sign(x)為符號函數(shù)，α、αmax分別表示無人滑翔飛行器當(dāng)前攻角以及最大攻角，e-y為加權(quán)函數(shù)，y表示飛行器當(dāng)前高度。
9、進一步地，所述綜合優(yōu)化函數(shù)η用以描述無人滑翔飛行器在滑翔飛行時能量的損失程度以及機動能力的利用程度；
10、η＝ηeηm
11、將式(1)和(2)代入上式，可得：
12、進一步地，所述綜合優(yōu)化函數(shù)最小作為性能指標(biāo)，如下式所示，
13、邊界條件約束考慮為：
14、
15、式中，(x0,y0)、v0和θ0分別表示無人滑翔飛行器開始滑翔時的坐標(biāo)、速度以及航跡角，(xf,yf)、vfmin、θfmin和θfmax分別表示無人滑翔飛行器到達終點時的坐標(biāo)、最小速度、最小航跡角以及最大航跡角，由于無人滑翔飛行器的機動能力有限，因此，在飛行器滑翔飛行時航跡角與攻角還需滿足以下約束條件：
16、
17、進一步地，還包括利用hp-自適應(yīng)拉道偽譜法對軌跡優(yōu)化問題進行求解，具體步驟如下：
18、劃分時域并將子區(qū)間轉(zhuǎn)化至(-1,1)；
19、利用多項式插值近似控制變量和狀態(tài)變量；
20、將性能指標(biāo)和約束條件離散化；
21、將原問題轉(zhuǎn)換為非線性規(guī)劃問題；
22、利用數(shù)值優(yōu)化算法求解非線性規(guī)劃問題；
23、是否約束誤差滿足精度，若是，結(jié)束操作，若否，調(diào)整插值函數(shù)的階數(shù)或子區(qū)間的劃分重新開始。
24、一種電子設(shè)備，所述設(shè)備包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述計算機程序配置為實現(xiàn)如上述的無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法的步驟。
25、一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述的無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法的步驟。
26、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
27、本發(fā)明針對軌跡優(yōu)化中的指標(biāo)構(gòu)建問題，提出了綜合優(yōu)化函數(shù)的新概念，該函數(shù)充分考慮了無人滑翔飛行器在滑翔飛行時的動能損失和機動效率，并引入了高度加權(quán)函數(shù)，為無人滑翔飛行器滑翔的滑翔軌跡設(shè)計提供了新的思路與新方法。
1.一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法，其特征在于,包括：
2.如權(quán)利要求1所述的一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法，其特征在于：所述能量損失率其中，vmax和cxmax分別表示飛行器的最大飛行速度以及此速度下的最大阻力系數(shù)，由于無人滑翔飛行器滑翔時的速度不會超過1ma，因此，v/vmax可以近似用飛行器當(dāng)前的飛行馬赫數(shù)來替代，記阻力系數(shù)cx的最大值為a，將能量損失率ηe改寫成如下形式
3.如權(quán)利要求2所述的一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法，其特征在：
4.如權(quán)利要求2所述的一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法，其特征在于：所述綜合優(yōu)化函數(shù)η用以描述無人滑翔飛行器在滑翔飛行時能量的損失程度以及機動能力的利用程度；
5.如權(quán)利要求1所述的一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法，其特征在于：所述綜合優(yōu)化函數(shù)最小作為性能指標(biāo)，如下式所示，
6.如權(quán)利要求1所述的一種無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法，其特征在于：還包括利用hp-自適應(yīng)拉道偽譜法對軌跡優(yōu)化問題進行求解，具體步驟如下：
7.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述計算機程序配置為實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6中任一項所述的無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法的步驟。
8.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項所述的無人滑翔飛行器軌跡優(yōu)化方法的步驟。