動(dòng)力下降段是軟著陸任務(wù)中十分重要的環(huán)節(jié),而制導(dǎo)控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)精確著陸的關(guān)鍵技術(shù)之一,直接決定整個(gè)任務(wù)的成敗。因此本文對(duì)月球飛船動(dòng)力下降段制導(dǎo)控制技術(shù)進(jìn)行了研究,主要工作內(nèi)容和成果如下:首先,對(duì)飛船動(dòng)力下降過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)分析,并定義了相應(yīng)的坐標(biāo)系,基于受力分析和運(yùn)動(dòng)分析,建立了動(dòng)力學(xué)模型。其次,提出了動(dòng)力下降段最優(yōu)標(biāo)稱(chēng)軌跡制導(dǎo)方法,包含最優(yōu)標(biāo)稱(chēng)軌跡設(shè)計(jì)和標(biāo)稱(chēng)軌跡跟蹤兩部分。最優(yōu)標(biāo)稱(chēng)軌跡設(shè)計(jì)問(wèn)題可歸結(jié)為以燃耗最優(yōu)為性能指標(biāo)的最優(yōu)控制問(wèn)題,可利用直接配點(diǎn)法將此最優(yōu)控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行求解。在標(biāo)稱(chēng)軌跡跟蹤部分,控制算法包含兩部分,一是求解非線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題時(shí)得到的標(biāo)稱(chēng)控制序列,二是閉環(huán)校正控制部分,兩者對(duì)應(yīng)疊加得到實(shí)際控制指令。仿真結(jié)果表明,本文所提最優(yōu)標(biāo)稱(chēng)軌跡制導(dǎo)方法能有效地使飛船在存在初始偏差時(shí)軟著陸在期望落點(diǎn)附近,且燃耗少。再次,為了提高制導(dǎo)律對(duì)初始誤差和過(guò)程干擾的魯棒性,設(shè)計(jì)了下降段預(yù)測(cè)制導(dǎo)方法�；陂_(kāi)普勒軌道力學(xué),由飛船當(dāng)前飛行狀態(tài)預(yù)測(cè)其落月位置和速度,以及相應(yīng)的剩余飛行時(shí)間。設(shè)計(jì)了切向和法向解耦的閉環(huán)制導(dǎo)律。切向制導(dǎo)律根據(jù)預(yù)測(cè)的落點(diǎn)速度偏差和剩余飛行時(shí)間形成切向推力控制量,... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

“嫦娥三號(hào)”飛船著陸過(guò)程示意圖

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖 1.1 “嫦娥三號(hào)”飛船著陸過(guò)程示意圖圖 1.2 “玉兔號(hào)”月球車(chē)月面勘探示意圖1.2.2 動(dòng)力下降段制導(dǎo)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀針對(duì)月球軟著陸任務(wù)中動(dòng)力下降段制導(dǎo)控制技術(shù)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，有多種方法成功應(yīng)用到月球飛船上，迄今為止，人類(lèi)已成功實(shí)現(xiàn)了 20 次月球軟著陸。從已有的研究成果來(lái)看，在軟著陸過(guò)程中，動(dòng)力下降段的制導(dǎo)控制除了要控制飛船以合理的著陸速度到達(dá)著陸點(diǎn)之外，還應(yīng)該滿(mǎn)足以下要求[7,18-19]：1）燃耗最優(yōu)或次優(yōu)動(dòng)力下降過(guò)程

圖 4.23 機(jī)動(dòng)飛行式月面巡視探測(cè)示意圖坐標(biāo)系的定義建立了兩個(gè)坐標(biāo)系：月面慣性坐標(biāo)系Oxy 、機(jī)體坐標(biāo)系b b bO x y ，如圖 4.24 所OxybO bxbyF飛船質(zhì)心慣性系 x正方向發(fā)動(dòng)機(jī)推力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]月球科學(xué)的新認(rèn)識(shí):嫦娥三號(hào)月球車(chē)探測(cè)成果[J]. 肖龍,凌宗成,張昊,法文哲.  中國(guó)科學(xué)基金. 2016(03)
[2]火星探測(cè)發(fā)展歷程與未來(lái)展望[J]. 于登云,孫澤洲,孟林智,石東.  深空探測(cè)學(xué)報(bào). 2016(02)
[3]中國(guó)月球探測(cè)器發(fā)展歷程和經(jīng)驗(yàn)初探[J]. 葉培建,黃江川,孫澤洲,楊孟飛,孟林智.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2014(06)
[4]嫦娥三號(hào)著陸器動(dòng)力下降的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制[J]. 張洪華,關(guān)軼峰,黃翔宇,李驥,趙宇,于萍,張曉文,楊巍,梁俊,王大軼.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2014(04)
[5]嫦娥三號(hào)探測(cè)器的技術(shù)設(shè)計(jì)與成就[J]. 孫澤洲,張廷新,張熇,賈陽(yáng),張洪華,陳建新,吳學(xué)英,申振榮.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2014(04)
[6]基于混合法的月球軟著陸軌跡優(yōu)化[J]. 彭坤,果琳麗,向開(kāi)恒,王平,徐世杰.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[7]基于凸優(yōu)化理論的含約束月球定點(diǎn)著陸軌道優(yōu)化[J]. 林曉輝,于文進(jìn).  宇航學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]基于組合優(yōu)化策略的月球軟著陸最優(yōu)軌道設(shè)計(jì)[J]. 曹濤,董長(zhǎng)虹.  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(11)
[9]月表典型區(qū)撞擊坑形態(tài)分類(lèi)及分布特征[J]. 何姝珺,陳建平,李珂,王翔,李智強(qiáng).  地學(xué)前緣. 2012(06)
[10]月球車(chē)驅(qū)動(dòng)輪在模擬月壤上的沉陷特性實(shí)驗(yàn)分析[J]. 唐正義,呂振華,趙建新,江磊.  航天器環(huán)境工程. 2012(01)

博士論文
[1]月球探測(cè)器軟著陸的制導(dǎo)問(wèn)題研究[D]. 單永正.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]星際軟著陸動(dòng)力下降與障礙規(guī)避制導(dǎo)方法研究[D]. 陶婷.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]深空探測(cè)器軟著陸制導(dǎo)與控制方法研究[D]. 于文進(jìn).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]月面軟著陸的制導(dǎo)與控制方法研究[D]. 張烽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]月球軟著陸主制動(dòng)段制導(dǎo)與控制方法研究[D]. 劉浩敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[5]月球探測(cè)器軟著陸制導(dǎo)控制方法研究[D]. 蔡艷芳.西北工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3238743