مقایسه عملکرد قانون هدایت بر اساس بسط مرتبه بالای برداری و روش sdre برای ماموریت فرود عمودی بوستر

در این پژوهش، هدف اصلی مقایسه عملکرد روش بسط مرتبه بالای برداری و روش معادله ریکاتی وابسته به حالت (sdre) برای مسئله فرود عمودی بوستر است. برای این منظور ابتدا مرور کاملی از مراجع در رابطه با روش‌های مختلف مرتبه بالا و همچنین روش sdre ارائه‌شده است و سپس روش بسط مرتبه بالای برداری و نحوه به‌کارگیری آن در مسائل کنترل بهینه ارائه‌شده است. پس‌ازآن، روش sdre شرح داده می‌شود و در ادامه مسئله هدایت برای فرود بوستر عمود نشین با هر دو روش حل‌شده است. به‌منظور ارزیابی عملکرد هر دو روش در این مسئله، شبیه‌سازی‌های متنوعی با در نظر گرفتن انحرافات اولیه مختلف پیاده‌سازی شده است. برای این منظور، انحرافات اولیه در ارتفاع، برد، سرعت افقی و عمودی در نظر گرفته شده است و تمام ترکیب‌های مختلف این انحراف‌ها شبیه‌سازی می‌شوند. پس از مطالعه نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها که شامل 3773 اجرای مختلف است، تفاوت‌های عملکردی و دقت در نقطه فرود مورد ارزیابی و مقایسه قرارگرفته است. به علاوه، با استخراج داده‌های آماری نتایج شبیه‌سازی کیفیت هر دو روش مورد بررسی دقیق قرارگرفته و برتری روش بسط مرتبه بالای برداری نشان داده شده است. به طور خاص نشان داده شده است که مقدار میانگین تابع هزینه در روش بسط مرتبه بالای برداری تقریباً به اندازه نصف تابع هزینه در روش sdre است.

comparing performance of vectorized high order expansions and sdre method for vertical landing mission of booster

in this research the main goal is to compare the performance of vectorized high order expansions and sdre method for vertical landing of booster. to this end, at first a comprehensive study of references related to both vectorized high order and sdre method has been performed. then, the vectorized high order expansions method and the implementation in optimal control problems has been introduced. after that, the sdre method has been reviewed briefly, and the landing problem has been solved using both methods. to evaluate the performance, a set of various simulations have been performed for both methods and with respect to different initial deviations. by means of simulation results, the performance of both method is studied with regard to landing point errors. to achieve this, statistical results of terminal state errors have been calculated for both method with respect to different initial deviation to evaluate and compare both method, quality-wise.