2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Задача динамического программирования
Сообщение15.12.2007, 21:45 


15/06/06
20
Доброго времени суток. Есть вот такая вот задачка:
Пусть непилотируемый летательный аппарат, запускаемый с земли, должен за время $T$, кратное $\delta t$, достигнуть высоты $H$. Сигнал коррекции траектории поступает через интервалы $\delta t$ и мгновенно отрабатываются. Между корректировками полёт идёт под одним углом к горизонту.
Известны зависимости $q = \alpha_0 + \alpha_1 * \alpha^2 - \alpha_2 * h$ и $v = b_0 - b_1 * \alpha$
$q$ - расход горючего (кг/с), $h$ - высота аппарата относительно земли (м), $v$ - скорость полёта (км/ч), $\alpha$ - угол подъема (спуска), град
Требуется найти оптимальную траектрию полёта с точностью не хуже 4% от $H$ и соответствующее ей (оптимальное) значение $T$
$H = 4800$ (м)
$\deltat = 5$ (с)
$\alpha_0 = 12$ (кг/c)
$\alpha_1 = 0.01$ (кг/c*град^2)
$\alpha_2 = 0.001$ (кг/c*м)
$b_0 = 3000$ (км/ч)
$b_1 = 30$ (км/ч*град)


Примерное начало решения:
Общее время полета $Т$, разбивается на определенное число интервалов $k$ по $\delta t$ секунд каждый.
На данном конкретно взятом интервале угол взлета, а, следовательно, и скорость (линейно зависит от угла подъема аппарата) есть величины постоянные.
Обозначим вертикальную составляющую скорости аппарата (скорость его подъема) на i-ом интервале как $V_i^y$.
Очевидно, что эта величина будет вычисляться, как $V_i^y = V_i * sin \alpha$.
Высота на этом интервале будет изменяться по следующей зависимости: $h_i = h_i^н+ V_i^y * t$, где $h_i^н$ – это высота взлета аппарата на начало i-го периода полета.
Тогда мгновенный расход топлива на этом интервале будет вычисляться по следующей формуле: $dq_i = (\alpha_0 + \alpha_1 · \alpha^2 - \alpha_2(h_i^н+ V_i^y * t))*dt$
таким образом можно посчитать расход топлива аппаратом на бесконечно малом участке i-го интервала полета.
Расход $q_i = \int\limits_{0}^{\deltat} (\alpha_0 + \alpha_1 * \alpha_i^2 - \alpha_2 * (h_i^н + V_i^y * t))dx = \deltat * (\alpha_0 + \alpha_1 * \alpha_i^2 - \alpha_2 * (h_i^н + \frac \deltah_i 2)$
То есть Получаем формулу для нахождения расхода топлива за i-ый участок полета (угол взлета на всем участке остается постоянным),
где $\alpha_i$ - угол взлета на этом интервале $h_i^н$ - высота взлета аппарата на начало периода, $\delta h_i$ - приращение высоты за время полета на данном участке.
Оптимальной траекторией полета аппарата будет такая траектория, на которой расход топлива за время подъема на высоту $H$ будет минимальным.
Дальнейшее решение может быть представленно с помощью динамического программирования, поскольку задача многошаговая, то есть за один шаг высота, к примеру, может корректироваться на $\deltah_i$.
Но встаёт проблема с другим параметром - углом $\alpha$! Как его выразить через $\delta h_i$? (А может надо выражать наоборот?)

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ 1 сообщение ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group