Core Concepts
本論文は、順次凸計画法に基づくモデル予測アプローチを用いて、再利用可能な発射体(RLV)の燃料最適着陸軌道を生成し、実時間最適追跡コマンドを決定するガイダンス戦略を提案する。
Abstract
本論文は、再利用可能な発射体(RLV)の着陸ガイダンス戦略を提案している。提案手法は、燃料最適着陸軌道を生成する計画問題と、実時間最適追跡コマンドを決定する追跡問題の2つの最適制御問題から構成される。
計画問題では、RLVに特有の実用的な経路制約を考慮しつつ、燃料消費を最小化する着陸軌道を生成する。一方、追跡問題では、予測期間長を調整可能にすることで計算負荷を軽減しつつ、ほぼ閉ループ性能を達成する。
さらに、追跡タスクのモデル精度を向上させるため、簡略化された回転運動学表現を導入し、推力ベクトル制御(TVC)RLVの特性に合わせた空力力表現の修正を提案する。これにより、モデル精度とコンピューテーショナルコストのバランスを取ることができる。
6自由度シミュレーション実験により、提案アルゴリズムの有効性と優れたガイダンス性能が検証されている。
Stats
着陸時の推力ベクトルが、速度ベクトルと反対方向を向く。
推力の上限と下限が設定されており、推力変化率にも制限がある。
空力荷重の上限値が設定されている。
Quotes
"再利用性は近年の発射体開発における重要なパラダイムの1つとなっている。"
"着陸バーンは、限られた制御手段(推力ベクトル制御)を用いて、最適性、安全性、精度を満たす着陸軌道を自律的に決定しなければならないため、RLVにとって最も困難な飛行フェーズと広く考えられている。"
"モデル予測アプローチを活用することで、計算効率と高い追跡性能のバランスを取ることができる。"