Legendre Pseudospectral 방법을 이용한 발사체의 3차원 궤적최적화

박봉균; 박정우; 탁민제

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저자정보: 박봉균 (카이스트) 박정우 (카이스트) 탁민제 (카이스트)

저널정보: 제어로봇시스템학회 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 2010년도 ICROS 학술대회

발행연도: 2010.5

수록면: 309 - 313 (5page)

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This paper addresses three-dimensional trajectory optimization of a launch vehicle. The trajectory optimization problem can be treated as an optimal control problem. To approximate state variables, control variables, and state differential equations, a Legendre Pseudospectral (PS) method, which has been widely used for the optimal control problems and is one of collocations methods, is applied. The collocation methods generally use piecewise-continuous functions to approximate the state and control variables on the arbitrary subintervals. However, the Legendre PS method uses globally interpolating Lagrange polynomials as trail functions for approximating the state and control variables at the Legendre-Gauss-Lobatto (LGL) points, so the discretization error can be reduced. Because the launch vehicle dealt with in this paper is a two-stage launch vehicle, a PS knotting method is employed to handle the whole phases. After the trajectory optimization problem is converted to a finite nonlinear programming (NLP) problem, the optimal solutions are obtained using CFSQP that is a nonlinear solver using a sequential quadratic algorithm, and the feasibility check is performed to check whether the optimized solutions are good solutions.

#Trajectory optimization #Optimal control #Legendre Pseudospectral method #PS knotting method #Feasibility check

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