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《不規(guī)則弱引力場(chǎng)小行星探測(cè)器軟著陸軌跡優(yōu)化控制研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)：ＴＰ２７３單位代碼：１０１９０：２０１２０３０２９密級(jí)研究化學(xué)號(hào)：無(wú)朵本寺欠爹碩古學(xué)位論文不規(guī)則弱引力場(chǎng)小行星探測(cè)器軟著陸軌跡優(yōu)化控制研究ＳｔｕｄｏｎＳｏｆ－ｔｌａｎｄｉｎＴｒａｅｃｔｏｒＯｐｔｉｍｚａｔｎＣｏｎｔｙｇｊｙｉｉｏｒｏｌｏｆｔｈｅＡｓｔｅｒｏｉｄＰｒｏｂｅｉｎｔｈｅＩｒｒｅｕａｒｅａｋａｖａｉｇｌＷＧｒｉｔｔｏｎａｌＦｉｅｌｄ研究生姓名：王宏專業(yè)：控制科學(xué)與工程指導(dǎo)教師姓名：謝慕君指導(dǎo)教師職稱：教授２０巧年４月長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)碩±學(xué)位論文摘要
2、隨著國(guó)巧外深空探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展一，小行星探測(cè)也取得了定進(jìn)展。本論文對(duì)小行星探測(cè)器下降段軌跡進(jìn)行優(yōu)化研究，實(shí)現(xiàn)燃料最優(yōu)的目標(biāo)。考慮下降過(guò)程中第Ｈ天體引力Ｗ及不確定性，用多項(xiàng)式擬合上述優(yōu)化軌跡，并進(jìn)行跟蹤控制。具體的研究工作可歸納為下三方面：、首先，考慮小行星具有體積小形狀不規(guī)則、弱引力場(chǎng)等特性，把小行星近似的看成王軸楠球體，并采用球諧系數(shù)法建立小行星的弱引力場(chǎng)模型；隨后鑒于探測(cè)器下降過(guò)程的空間環(huán)境特征，在固連坐標(biāo)系下建立了小天體的動(dòng)力學(xué)模型，其中考慮太陽(yáng)光壓，第Ｈ天體引力等不確定因素。其次，Ｗ燃料最優(yōu)為目標(biāo)對(duì)小行星探測(cè)器的下降軌跡進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)此
3、連續(xù)最優(yōu)控制問(wèn)題的恃點(diǎn)，采用軌跡優(yōu)化方法直接法中的高斯偽譜法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行離散，轉(zhuǎn)化成受代數(shù)約束的非線性規(guī)劃問(wèn)題，并用序列二次規(guī)劃算法進(jìn)行求解。本論文在軌跡優(yōu)化的設(shè)計(jì)中考慮了太陽(yáng)光壓，分別用常推為與變推力兩種策略進(jìn)行軌跡的優(yōu)化，仿真結(jié)果表明了兩種方法均能實(shí)現(xiàn)燃料最優(yōu)的優(yōu)化目標(biāo)，并且小行星能夠安全的下降。最后，針對(duì)探測(cè)器在動(dòng)力下降段的特點(diǎn)，采用三次多項(xiàng)式巧合得到標(biāo)稱軌跡，然后對(duì)此標(biāo)稱軌跡進(jìn)行跟蹤控制。在軌跡跟蹤控制階段，將第Ｈ天體引力Ｗ及不確定性考慮在內(nèi)，使其更接近實(shí)際的空間環(huán)境。由于滑模變結(jié)構(gòu)控制方法具有很強(qiáng)的魯棒性，故采用了基于指數(shù)趨近律的滑模變結(jié)
4、構(gòu)控制器來(lái)進(jìn)行對(duì)標(biāo)稱軌跡的跟蹤，仿真結(jié)果表明此方法能夠平穩(wěn)的跟蹤下降軌跡，驗(yàn)證了該方法的有效性。關(guān)鍵詞：小行星軌跡優(yōu)化高斯偽譜法滑模變結(jié)構(gòu)Ｉ氏＃了業(yè)火學(xué)碩１；學(xué)位論文ＡｂｓｔｒａｃｔＡｓｔｅｒｏｉｄｓｅｘｌｏｒａｔｉｏ打ｈａｖｅｍａｄｅｓｏｍｅｒｅａｔｒｏｒｅｓｓｉｎ化ｅａｅｒｏｓａｃｅｓｅｃＵ）ｒｗｉｔｈ化ｅｐｇｐｇｐ，ｇｒｏｗｉｎｇｏｆｄｅｅｓａｃｅｅｘｌｏｒａｔｉｏｎ１；ｅｃｈｎｏｌｏｉｎｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｎｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｉｎｐｐｐｇｙｇｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｒａ
5、ｅｃｔｏｒｏｆｔ：ｈｅａｓｔｅｒｏｉｄｒｏｂｅｗａｓｄｅｓｉｎｅｄｉｎｄｅｓｃｅｎｄｉｎｔｏａｃｈｉｅｖｅｆｏｄ，ｊｙｐｇｇｏｐｔｉｍａｌｔａｒｇｅｔ．Ｃｕｂｉｃｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏ行ｔａｂｏｖｅｏｐｔｉｍａｌｔｒａｅｃｔｏｒｙａｎｄｊｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｔｈｉｒｄｂｏｄｙｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｎｄｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ，ｓｐｅｄ行ｃｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｃａｎｂｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉ打ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔ
6、ｈｒｅｅａｒｅａｓ：Ａｔ打ｒｓｔｃｏｎｓｉｄｅｒｔｈｅａｓｌ１ｔｔ：ｅｒｏｉｄｗｉ；ｈａｓｍａｌｌｉｒｒｅｕｌａｒｗｅａｋｒａｖｉ：ａｉｏｎａｌｆｉｅｌｄａｎｄ，，ｇ，ｇ化ｅａｓ－ｏ化ｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｔａｋｉｎｔｅｒｏｉｄａｓ化ｅｔｈｒｅｅａｘｉｓｅｌｌｉｓｏｉｄａｎｄｓｈｅｒｉｃａｌｈａｒｍｏｎｉｃ，ｇｐ，ｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｓｔｅｒｏｉｄｗｅａｋｇｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌｆｉｅｌｄｍｏｄｅｌ；ｔｈｅｎｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｒ
7、ｏｂｅｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｐａｃｅｅ打ｖｉｒｏｎｍｅｎｔＣＯ打ｓｔｒｕｃｔｉｎ１：ｈｅｄｎａｍｉｃｐ，ｇｙｍｏｄｅｌｏｆｓｍａｌｌｂｏｄｉｅｓｉｎｔｈｅｓｏｌｉｄｃｏｏｒｄｉ打ａｔｅ，ｔａｋｉ打ｇｔｈｅｒｅｓｓｕｒｅｏｆｓｕ打ｌｉｈｔ，ｔｈｅｔｈｉｒｄｐｇｂｏｄｙｒａｖｉｔａｔｉｏ打ａｎｄｏｔｈｅｒｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｉｎｔｘ）ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．ｇ＇Ｓｅｃｏ打ｄｌｙ
