确定复杂系统分支轨迹的应用方向及运载火箭发射优化
1. 轨迹限制与简化解决方案
在某些系统运动中,会受到特定限制条件的约束。例如,在系统(23)的运动里,限制条件(26)会对轨迹产生影响。在一种情况下,点 $x(t_f)$ 在时间 $\tilde{t}_f = 3.5$ 时到达,这个时间大于 $\hat{t}_f$,并且在区间 $[t’_1, t’‘_2]$(其中 $t’_1 = 1$,$t’‘_2 = 2$)内违反了约束条件(26)。
为了解决这个问题,我们考虑一种简化方案。让系统(23)在时间区间 $[t_0, t’_1]$ 和 $[t’‘_2, t_f]$ 内沿着无约束的轨迹运动,而在区间 $[t’_1, t’‘_2]$ 内则遵循有约束的轨迹。此时,准则(25)的值 $I = 32.3338$ 大于 $\hat{I}$。通过计算 $\frac{I - \tilde{I}}{\hat{I} - \tilde{I}} = 2.756$ 可知,利用轨迹最优性的必要条件,结合替代方案,能够将准则(25)的恶化程度降低近 3 倍,而这种恶化在系统(23)采用简化解决方案的轨迹时本会发生。
这里需要注意的是,对于线性动态对象模型的示例,应从飞机和信息测量系统非线性特性的分段线性近似概念来理解,并且数值示例采用的是相对单位。
2. 导航卫星群运载火箭的最优轨迹
随着进入第三个千年,微型航天器(如微卫星和纳卫星)技术迎来了新的发展阶段。纳卫星是指重量在 1 至 10 千克之间,尺寸有 1U(10×10×10 厘米)、2U(10×10×20 厘米)和 3U(10×10×30 厘米)的航天器,它们被设计用于解决一些简单但重要的任务,如地球遥感、环境监