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Study on trajectory optimization for single-stage-to-orbit space planes using gauss pseudospectral method

机译：高斯伪谱法研究单阶段到轨道空间平面的轨迹优化

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A direct optimization algorithm, which satisfies multiple path and terminal constraints, is proposed to generate the optimal trajectories for the single-stage-to-orbit space planes. Minimum fuel cost is selected as the optimality criterion in this method, and a segment strategy of the ascent trajectory is proposed according to the characteristics of the combined engines. The optimal control problem is transformed into a multi-stage optimal control problem, and a Gauss pseudo-spectral method is used to solve the parameterized control variables. Both the numerical simulations and simplified calculation based on the Gauss pseudospectral method are carried out to test the effectiveness and robustness of the proposed algorithm. Results demonstrate that the algorithm can rapidly generate the optimal ascent trajectory for single-stage-to-orbit space planes and achieve complex flight missions.
机译：提出了一种满足多个路径和终端约束的直接优化算法，以生成单级到轨道空间平面的最优轨迹。该方法选择了最低燃料成本作为最优准则，并根据组合发动机的特点提出了上升轨迹的分段策略。将最优控制问题转化为多阶段最优控制问题，并采用高斯伪谱方法求解参数化控制变量。进行了数值模拟和基于高斯伪谱方法的简化计算，以验证该算法的有效性和鲁棒性。结果表明，该算法可以快速生成单级到轨道空间飞机的最佳上升轨迹，并完成复杂的飞行任务。

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