为提升高空太阳能无人机的飞行性能和载荷能力,综合考虑无人机运动状态和能量获取、存储、消耗之间的耦合关系,建立了三维航迹优化模型.采用高斯伪谱法在离散点上近似状态变量和控制变量,且在一系列配点上满足动力学方程的约束,将最优控制问题转化为非线性规划问题.针对典型的点到点飞行任务开展了航迹优化,并与常规定高定速航迹进行了对比.结果表明:通过调整飞行姿态,可以使高空太阳能无人机的净吸收能量提高9.2％;综合调整飞行姿态和改变飞行高度两种措施可以获得更大的能量优势,使储能电池剩余电量提高18.8％.
太阳能无人机 航迹优化 太阳能电池 储能电池 高斯伪谱法