燃料最优控制问题探究0 引言随着社会科技的不断发展， 人们的生活水平、生活质量有了质的飞跃
但是，这些都对能源提出了更高的要求，科学技术的发展也离不开能源的支持
就目前探明的能源情况来看， 现有能源最多能够满足我国几十年的使用
为了国家的长久发展，寻找新能源迫在眉睫，同时，节约能源也同样重要
因此，能源的利用效率就非常重要， 这就必须要考虑到能源的最优化实现，尤其是燃料的最优化实现
在实际工程中，常常需要考虑使控制过程中的能量消耗最小，从而达到节约燃料、提高续航和安全的目标
例如，在航空航天领域中，航天器大多采用燃料燃烧所产生的发动机推力或力矩来进行控制的，从节约燃料、 节省成本和延长续航时间角度考虑， 实现燃料消耗最小非常重要
此外，燃料消耗是卫星相对轨道转移任务中最为关注的问题， 因为它直接决定了卫星的使用寿命
在其他诸如燃料电池轿车动力系统、 发动机燃料最优控制系统等问题中，燃料最优控制也是十分重要的
1燃料最优控制问题描述设燃料消耗率以非负量表示，则控制过程中的燃料消耗总量为0( )ftFt dt(1) 一般地说，燃料消耗率与控制向量（推力或力矩）有确定关系，即
下面考虑关系式1(0)rjjjjc uc(2) 它的物理意义是，当推力或力矩增加时，燃料消耗成比例地增加，其比例系数为
发动机推力或力矩不能任意大而受限制，即1,2,,jjuMjr(3) 为了保证控制过程中燃料最省，控制的性能指标可以选为消耗燃料总量001ffrttjjjJQt dtc udt(4) 但是，在研究燃料最优控制问题时，还应该同时考虑过渡过程时间
因为末值时刻自由，从燃料消耗最优出发，就可能导致过长的时间；而强调时间，又有可能使燃料过多消耗
所以，考虑燃料消耗的快速控制问题的性能指标时，一种较好的选择是采用时间加权性能指标，即0011ffrrttfjjjjjjJtc udtc udt(5) 式
