PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize a flight path using nonlinear programming.SOLUTION: A system is configured to: receive a mathematical model representation of performance characteristics for a combination of an aircraft and an engine; perform a projection based model order reduction on the mathematical model representation; eliminate, based on the projected model, fast dynamics components of the mathematical model representation; determine a reduced order model, as a differential algebraic equation, where algebraic equations replace the fast dynamics; set a flight path angle and a throttle lever angle as a control to minimize fuel consumption for the modeled aircraft and engine combination; discretize equations of motion for the modeled aircraft and engine combination and formulate optimization equations as a nonlinear programming problem; and determine an optimal open loop control that minimizes fuel consumption for the modeled aircraft and engine combination to climb to a prescribed cruise altitude and airspeed.SELECTED DRAWING: Figure 1
【課題】非線形計画法を使用して飛行経路を最適化する。【解決手段】航空機とエンジンの組合せに対する性能特性の数学モデル表現を受信し、数学モデル表現に射影ベースのモデル次数低減を行い、数学モデル表現の高速動力学成分を投影したモデルに基づいて排除し、代数方程式が高速動力学に取って代わる微分代数方程式として低減次数モデルを決定し、モデル化した航空機とエンジンの組合せのための燃料消費量を最小限に抑える制御として飛行経路角度およびスロットルレバー角度を設定し、モデル化した航空機とエンジンの組合せに対する運動方程式を離散化して、非線形計画問題として最適化方程式を定式化し、かつモデル化した航空機とエンジンの組合せが規定の巡航高度および対気速度まで上昇するための燃料消費量を最小限に抑える最適開ループ制御を決定する。【選択図】図1
FLIGHT PATH OPTIMIZATION USING NONLINEAR PROGRAMMING
非線形計画法を使用する飛行経路最適化
2017-04-20
Patent
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Japanese