吸气式飞行器爬升段轨迹与速度在线规划及制导律设计

由于吸气式飞行器全程在大气层内飞行,飞行弹道极易受到发动机性能偏差、气动偏差和风干扰等影响,导致爬升段初始条件具有较大的不确定性。针对该问题,将轨迹控制回路与速度控制回路作为2个相互独立的回路进行设计,建立了在线轨迹规划与速度规划和导引模型,并以射程最大化为目标,采用拟牛顿法进行多变量寻优,得到需用最优爬升时间和加速时间。最后以典型工况为例进行数学仿真,验证了该方法的合理性与有效性。

考虑不同时域的商用车预见性巡航控制

预见性巡航控制(predictive cruise control,PCC)在规划层以预测节能为目标进行长时域的速度规划,执行层对规划速度进行短时域的跟踪控制。由于规划层与执行层有着不同时间尺度步长要求,在系统设计中很难将二者置于一个优化控制问题中。因此,本文采用分层控制思想,在规划层基于改进的双延迟深度确定性策略梯度算法(twin delayed deep deterministic policy gradient algorithm,TD3)获得预测时域内长周期的规划速度;在执行层基于模型预测控制(model predictive control,MPC)以规划速度为参考速度,同时考虑发动机油耗特性和变速器换挡规律,对规划速度在短时域内作进一步的经济性优化,并进行跟踪控制。硬件在环验证结果表明,将改进的TD3与MPC相结合可以改善PCC在规划与执行中的时间尺度不一致问题,并有效降低重型商用车在巡航过程中的燃油消耗量和换挡频次。