一种火箭子级垂直回收控制方法、计算设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种火箭子级垂直回收控制方法、计算设备及存储介质，属于火箭回收技术领域，一种火箭子级垂直回收控制方法包括建立物理动力学模型，对物理动力学模型中的物理参数和控制参数进行定义；初始化种群；通过模拟退火算法进行种群局部搜索和优化，优化火箭子级回收轨迹；通过蚁群算法进行火箭子级的路径选择和种群局部搜索，优化火箭子级的姿态和速度控制参数；运用遗传算法，找到火箭子级最优的降落点坐标和控制参数组合，使火箭子级在回收过程中达到预期的降落点位置。本发明专利技术能够实现全局范围内的搜索，同时在局部范围内进行优化，有效解决了火箭子级垂直回收系统中的复杂优化问题。优化问题。优化问题。

【技术实现步骤摘要】
一种火箭子级垂直回收控制方法、计算设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及火箭回收控制
，特别涉及火箭子级回收控制问题。

技术介绍

[0002]当前，全球商业航天行业正处于高速发展阶段，众多公司致力于开发可重复使用的火箭和航天器，以提高航天任务的经济性和可靠性。商业航天公司如SpaceX、Blue Origin和Rocket Lab等正在推动技术创新，实现火箭子级的垂直回收，以降低成本并提高航天任务的频率和效率。
[0003]然而，对于我国来说，垂直回收技术仍然面临许多挑战。火箭子级回收过程需要精确的控制和导航，以确保火箭子级在返回大气层并降落时能够准确、安全地着陆。此外，回收过程中还需要考虑复杂的环境因素，如气象条件、下行轨迹和飞行安全等。因此，为了克服这些挑战，需要先进的优化算法和系统设计来提高回收的准确性、稳定性和成功率。
[0004]传统方法使用经典的控制理论（如PID控制）来实现火箭子级的控制和导航。然而，这些方法通常依赖于预先确定的模型和参数，并且缺乏全局搜索和优化能力，无法在复杂的回收任务中实现最优的控制策本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火箭子级垂直回收控制方法，其特征在于，包括：建立物理动力学模型，对物理动力学模型中的物理参数和控制参数进行定义；使用遗传算法生成代表火箭子级的回收轨迹和控制参数的初始解种群；通过模拟退火算法进行种群局部搜索和优化，优化火箭子级的回收轨迹；通过蚁群算法进行火箭子级的路径选择和种群局部搜索，优化火箭子级的姿态和速度控制参数；运用遗传算法，找到火箭子级最优的降落点坐标和控制参数组合，使火箭子级在回收过程中达到预期的降落点位置。2.如权利要求1所述的火箭子级垂直回收控制方法，其特征在于，所述物理参数包括：位置、速度、加速度、质量、空气阻力系数、受力、推力和推进剂消耗速率；所述控制参数包括：俯仰角、滚转角、偏航角和控制力矩。3.如权利要求2所述的火箭子级垂直回收控制方法，其特征在于，所述通过模拟退火算法进行种群局部搜索和优化，优化火箭子级的回收轨迹包括：根据火箭子级的初始状态和初始参数，生成表示初始的回收轨迹和降落点坐标的初始解；通过在当前解的邻域内搜索，产生邻域解；根据Metropolis接受准则判断邻域解是否被接受；将降落点坐标与目标降落点坐标之间的距离关系函数定义为目标函数；根据Metropolis接受准则的结果更新当前解和目标函数值；降低温度，使当前解逐渐收敛于优化的降落点坐标，实现火箭子级回收轨迹的优化。4.如权利要求3所述的火箭子级垂直回收控制方法，其特征在于，所述根据Metropolis接受准则判断邻域解是否被接受时，若目标函数值小于当前解的目标函数值，则接收新解；若目标函数值不小于当前解的目标函数值，则以一定概率接受新解；如果随机数小于概率值，则接受新解，否则保持当前解不变；其中，所述概率计算公式如下：；式中，为概率，为当前解的目标函数值，为新解的目标函数值，为当前温度；其中，；式中，为冷却系数,前一循环温度。5.如权利要求3所述的火箭子级垂直回收控制方法，其特征在于，所述降低温度，使当前解逐渐收敛于优化的降落点坐标，实现火箭子级回收轨迹的优化之后，还包括：计算降落点坐标与目标着陆点之间的欧氏距离：对着陆点周围障碍物的位置坐标进行复核，判断降落点是否与障碍物相交或过于接近，评估火箭子级垂直回收安全性；
其中，降落点坐标与目标着陆点之间的欧氏距离公式为：；式中，为降落点坐标与目标着陆点之间的欧氏距离，为降落点的x轴坐标，为降落点的y轴坐标，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，布向伟，彭昊旻，姚颂，魏凯，马向明，李凌云，
申请(专利权)人：东方空间技术山东有限公司，
类型：发明
国别省市：