基于随机响应面与混沌多项式的鲁棒轨迹优化

摘要

为提升多参数不确定性条件下鲁棒轨迹优化求解技术的通用性和效率,设计了一种基于随机响应面法与混沌多项式的鲁棒轨迹优化方法。首先,将非嵌入式混沌多项式与随机响应面法相结合,引入拉丁超立方采样策略,构建了具有普适性的多维不确定性量化传播模型,在实现不确定随机问题有效转化的同时,保证了问题转化的精度和计算效率;随后,将该模型与凸优化方法相结合,设计了一种基于序列凸优化算法的确定性轨迹优化求解策略,以实现对该高维确定性优化问题的快速求解;最终,以考虑初始状态和过程参数等多参数不确定性的高超声速滑翔轨迹优化问题为例进行了仿真,并与现有方法进行了对比分析。结果表明,与传统确定性轨迹优化算法相比,所提方法可获得兼具可靠性和鲁棒性的高超声速滑翔优化轨迹;与现有典型鲁棒轨迹优化方法相比,所提方法具有相当的精度和显著的计算效率优势,且在不确定性维数增多的情况下,仍能保证鲁棒轨迹优化生成的高效性和可靠性。