朱俊杰，余雄庆，罗东明，王宇

南京航空航天大学 飞行器先进设计技术国防重点实验室，南京 210016

空天飞机再入轨迹的变精度序列优化方法

朱俊杰，余雄庆*，罗东明，王宇

南京航空航天大学 飞行器先进设计技术国防重点实验室，南京 210016

为提高空天飞机再入轨迹优化方法的稳健性和精度，提出一种变精度序列优化方法。优化计算过程分为3个步骤：首先进行预优化，即在粗离散情况下，应用混合优化方法进行轨迹优化，获得各时间点设计变量的最优解；然后对预优化的结果进行一元全区间插值处理，获得细离散情况下设计变量的初值；最后进行精细优化，获得精度更高的计算结果。算例结果表明，变精度序列优化方法能稳健地求解空天飞机再入轨迹优化问题,并能以较少的计算量获得满足精度要求的优化结果。

空天飞机；再入轨迹；优化；混合优化；插值

空天飞机轨迹优化是在飞行动力学和物理学约束的条件下，寻求最优解的过程，它贯穿于整个空天飞机设计过程中，影响着总体、气动布局、制导控制、动力和结构等多个分系统的设计，对空天飞机的研制具有重要意义。

轨迹优化是一类最优控制问题，属于复杂的大规模非线性优化范畴。轨迹优化设计方法主要有基于极大值原理的间接法和基于非线性规划理论的直接法。间接法的优点是计算精度高，并且能够满足最优必要性条件，但由于繁杂的数学推导和难于求解的两点边值问题，目前已很少使用间接法求解轨迹优化问题。……