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飛行器在大氣層內飛行受到空氣動力、推力和引力的作用，同時還需考慮動壓、過載等約束，使得大氣層內飛行器的運動數學模型較為復雜，求解大氣層內的最優化飛行軌跡具有較大的計算量和難度。
在這種背景下，吸引了大批學者的研究興趣，出現了一些飛行器大氣層內上升段最優軌跡快速解算方法。綜合現有方法可以發現，直接法求解速度較慢，對初值敏感，間接法求解速度較快，但對過程約束的處理較為復雜。
序列梯度一修復算法是一種求解最優控制問題的間接法，由梯度和修復兩大模塊組成。采用統一的最優性條件，減少了推導伴隨方程和橫截條件等過程的復雜和繁瑣，便于模塊化實現。同時，由于修復模塊的存在，其對初值不敏感。鑒于序列一梯度修復算法的優點，本文研究了序列梯度一修復算法在飛行器上升段軌跡優化設計中的應用。給出了過程約束的轉化過程，同時結合飛行器上升段運動數學模型的強非線性，引入了狀態積分，改進了算法的更新方法，最后對改進的算法在飛行器上升段軌跡優化中的實用性進行了仿真分析。
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