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《基于遗传算法的平流层飞艇航迹规划方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第32卷第1期航天返回与遥感2011年2月SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING1基于遗传算法的平流层飞艇航迹规划方法研究1,231,2吴雷李勇李智斌渊1北京控制工程研究所袁北京100190冤渊2空间智能控制技术重点实验室袁北京100190冤渊3中国空间技术研究院袁北京100094冤摘要文章针对平流层飞艇驻空阶段航迹规划问题进行研究和仿真分析遥考虑平流层飞艇自身飞行的特点袁建立其运动学方程和风场模型袁并在适当假设基础上袁构造能够反映其飞行能耗的代价函数遥最后采用遗传算法进行算例计算袁求解平流层飞艇最优轨迹遥仿真结果表明袁
2、遗传算法能够有效尧快速地收敛并稳定至问题的最优解曰其所构造的代价函数能够反映飞艇自身飞行特点袁并敏感于外界风场环境遥关键词平流层飞艇遗传算法航迹规划代价函数中图分类号院V274文献标识码院A文章编号院1009-8518渊2011冤01-0001-06TheResearchofRoutePlanningforStratosphericAirshipsBasedonGeneticAlgorithms1,231,2WuLeiLiYongLiZhibin渊1BeijingInstituteofControlEngineering,Beijing10019
3、0袁China冤渊2ScienceandTechnologyonSpaceIntelligenceControlLaboratory,Beijing100190袁China冤渊3ChineseAcademyofSpaceTechnology,Beijing100086袁China冤AbstractResearchandsimulationanalysisofrouteplanningofstratosphericairshipswerecarriedoutinthepaper.Firstly,consideringthestratospheric
4、airship爷sflightcharacteristics,itsmotionequationsandwindmodelswereestablished.Thenacostfunctionoftheairshipflightenergyconsumptionwasformulatedbasedonproperassumptions.Finally,theapproachofgeneticalgorithmwaspresentedforsearchingoptimalroute.Theex鄄amplenumericalsimulationssho
5、wedthatthegeneticalgorithmwasabletoquickly,stablyconvergetotheoptimalsolution,anditwasaneffectiveapproachforsolvingthiskindofproblem;thecostfunctionmadeinthispapercouldreflectairship爷sflightcharacteristicsanditwassensitivetothewindenvironment.KeywordsStratosphericairshipsGene
6、ticalgorithmRouteplanningCostfunction1引言平流层飞艇是一种依靠静浮力升空尧驻空的新型近空间飞行器袁作为一种新型应用平台袁由于在高性能通信尧高分辨率对地观测和应对突发事件等领域潜力巨大袁世界各大空间技术强国均投入大量经费对其进咱1暂行论证和研发袁近期取得了很大的进展遥平流层飞艇主要工作在海拔20km高空的平流层底部袁依靠太阳能电池提供能源袁通过电驱螺旋桨作为推力器实现工作高度的定点和巡航机动飞行遥与飞机尧导弹等传统飞行器不同袁飞艇是一低速飞行器袁并且收稿日期院2010-10-21基金项目院国家自然科学基金渊员员
7、园苑圆园圆愿冤资助项目2航天返回与遥感2011年第32卷其平均密度与周围大气密度基本相同袁这就使得其受大气环境的影响十分显著袁尤其环境风场对飞艇航迹的影响更为明显遥由于飞艇能源的获取受时间的限制袁所以如何以最小的能量消耗来完成飞行任务将作为首先考虑的问题遥咱2暂航迹规划是在保证完成目标任务的前提下袁预先进行飞行器最优路径设计遥可用于航迹规划的算法很咱3暂多袁其中遗传算法已经被证明是一种有效解决复杂问题的方法遥由于遗传算法不受搜索空间限制性假设的约束,不必要求诸如连续性导数存在和单峰等假设,采用多点同时进行搜索,每次迭代通过交换和变异运算产生新的个
8、体,不断扩大搜索范围,从而有效地避免了陷入局部最优解这个怪圈遥近年来出现了很多基于进化计算或遗传算法的路径规划算法袁但是将遗传算法和飞行
