Flugbahnoptimierung mit automatischer abschnittsweiser Adaption der Modellierungstiefe an physikalische Dynamikanforderungen

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Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens sollen Trajektorien längerer Zeitdauer, die sich abschnittsweise durch eine stark unterschiedliche inhärente Dynamik auszeichnen, in möglichst kurzer Rechenzeit optimiert werden. Dabei soll die Modellierungstiefe vollautomatisch an die jeweils physikalische Dynamikanforderung der Trajektorie adaptiert werden, um die kleinstmögliche Dimension des Optimierungsproblems zu verwenden. Darüber hinaus soll die Rechenzeit durch geeignete Transformationen der Bewegungsgleichungen beziehungsweise der Randbedingungen weiter reduziert werden. Um bei der Anwendung direkter Optimalsteuerungsverfahren physikalisch korrekte Flugbahnen zu erhalten, ist insbesondere auf die korrekte zeitliche Diskretisierung der Steuergrößen zu achten. Hier sollen geeignete flugsystemspezifische Kriterien erarbeitet werden, die die automatische Anpassung der Diskretisierung des Zeitverlaufs der Steuergrößen, die entsprechende Anpassung sämtlicher Rand- und Nebenbedingungen sowie eine flugdynamisch motivierte Anpassung der Ordnung der Steuergrößenverläufe ermöglichen. Darüber hinaus soll untersucht werden, wie Steuerungen implementiert werden können, die nur diskrete Werte annehmen dürfen. Solche Steuerungen, wie zum Beispiel Landeklappenstellungen, entsprechen realistischen Konfigurationsänderungen des Flugzeuges. Ihr Betrieb muss als zusätzliche Randbedingung einer bedingungsgesteuerten Betriebslogik genügen, beispielsweise der Abfolge der Landeklappenstellungen.