恭喜浙江大學謝意獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜浙江大學申請的專利梯度自適應有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優控制系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116069057B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-06發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211626160.8,技術領域涉及:G05D1/495;該發明授權梯度自適應有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優控制系統是由謝意;史炤南;馬夢穎;張逸然;吳高潔;俞啟東;王文海;李洋;張文宇;韋文書;宗凱;劉興高設計研發完成,并于2022-12-15向國家知識產權局提交的專利申請。
本梯度自適應有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優控制系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種梯度自適應有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優控制系統,用于解決超高聲速飛行器再入軌跡最優控制及過程約束全程滿足。該系統包括數據預處理模塊、動態優化算法模塊以及飛行器控制模塊。本發明對超高聲速飛行器再入軌道過程的重要參數指標進行優化控制,克服已有的超高聲速飛行器控制技術算法敏捷性差、難以在較短時間內得到系統最優參數控制從而導致超高聲速飛行器控制效果的不足,引入動態優化方法與基于梯度的網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化最優控制系統,實現的飛行器再入軌跡OCP最優控制Benchmark場景測試結果效果更好、效率更高、易于找到最優控制參數。
本發明授權梯度自適應有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優控制系統在權利要求書中公布了:1.一種基于梯度自適應有限元正交配置超高聲速飛行器軌跡最優控制系統,用于解決超高聲速飛行器再入軌跡最優控制及過程約束全程滿足,其特征在于:包括數據預處理模塊、動態優化算法模塊以及飛行器控制模塊;所述數據預處理模塊的輸入為超高聲速飛行器所帶再入軌道過程傳感器傳回數據S*,再由數據預處理模塊統一量綱輸入為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為飛行器初始轉向角;X0為飛行器初始位置且X0=x0,y0為飛行器所處經緯度;Xf終端位置且Xf=xf,yf;X1、X2為飛行器航點約束,X1=x1,y1,X2=x2,y2;Xb為禁飛區約束點且Xb=xb,yb;Rb為禁飛區半徑,單位km;所述飛行器控制模塊通過控制飛行器傾斜角σ、加速度a、航向角θ、傾斜角u實時地滿足相關約束;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定性,對于控制變量標準化后的傾斜角u約束滿足: 2終端狀態約束對終端超高聲速飛行器狀態方程: 3航點約束:假設具體的航點的總個數為iend,第i個航點的位置用經緯度表示為xi,yi,則模型的航點約束滿足 4禁飛區約束:禁飛區被描述為具有無限高度的圓形禁區,假設第j個禁飛區的圓心為半徑為則禁飛區約束滿足: 所述動態優化算法模塊用于建立超高聲速飛行器再入軌跡優化系統;所述建立超高聲速飛行器再入軌跡優化系統具體為:首先引入有限元正交配置法,將無限維OCP問題轉化為有限維非線性問題;然后根據序列二次規劃法SQP進行求解;最后通過基于梯度信息的OCFE自適應網格細化策略,提高OCFE的精度和效率;提出的基于梯度的分割策略,根據節點的梯度信息分析當前分割下的最優控制策略,并根據給定的規則重新進行分割。
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