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《考慮質(zhì)心漂移的載人月面著陸器自適應(yīng)姿態(tài)跟蹤控制》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、航天返回與遙感第34卷第4期34SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2013年8月考慮質(zhì)心漂移的載人月面著陸器自適應(yīng)姿態(tài)跟蹤控制田林果琳麗王平侯硯澤（中國(guó)空間技術(shù)研究院載人航天總體部，北京100094）摘要月面著陸器在下降著陸過(guò)程中質(zhì)量變化大，質(zhì)心漂移及其引起的姿態(tài)擾動(dòng)問(wèn)題突出。載人月面著陸任務(wù)對(duì)安全性可靠性要求高，如何提高姿態(tài)控制的精度和穩(wěn)定度是著陸任務(wù)順利實(shí)施的關(guān)鍵。文章提出采用反作用控制系統(tǒng)和推力矢量控制的聯(lián)合姿態(tài)控制方案，設(shè)計(jì)了自適應(yīng)姿態(tài)控制器及質(zhì)心漂移自適應(yīng)估計(jì)器，通過(guò)李雅普洛夫方法證明閉環(huán)姿態(tài)控制系
2、統(tǒng)穩(wěn)定，引入反作用控制和推力矢量控制的誤差特性以檢驗(yàn)控制器的魯棒性。數(shù)值仿真結(jié)果表明該控制方案可行，所設(shè)計(jì)自適應(yīng)姿態(tài)控制器能使姿態(tài)控制系統(tǒng)穩(wěn)定，推力矢量控制側(cè)擺能使推力指向跟蹤質(zhì)心，可為工程應(yīng)用提供參考。關(guān)鍵詞質(zhì)心漂移姿態(tài)跟蹤自適應(yīng)控制載人月面著陸器中圖分類號(hào):V448.22文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1009-8518(2013)04-0034-09DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2013.04.005AdaptiveAttitudeTrackingandControlofMannedLunarLanderbyCo
3、nsideringOffsetofCenterofMassTIANLinGUOLinliWANGPingHOUYanze（InstituteofMannedSpaceSystemEngineering,CAST,Beijing100094,China）AbstractMassoflunarlandervarieslargelyduringtheprocessofdescentandlanding,andtheproblemsofcenterofmassoffsetandattitudedisturbancebroughtbytheoffs
4、etarecritical.Missionofmannedlunarlandinghashighrequirementsforsafetyandreliability,sohowtoimprovetheaccuracyandstabilizationofattitudecontrolisthekeypointofsuccessfulpowereddescent.UsingcombinedRCS(ReactionControlSystem)andTVC(ThrustVectorControl)toconductattitudecontrol
5、isproposed.Basedonthelunarlander'sattitudekinematicanddynamicmodels,adaptiveattitudecontrollerandestimatorofcenterofmassoffsetaredeveloped.Stabilityofclosed-loopattitudecontrolsystemisprovedviaLyapunovmethod,whileerrorcharacteristicofRCSandTVCisimportedtoverifythecontroll
6、er'srobustness.Numericalsimulationresultsshowthatthecon-trolschemeisfeasible,andthedesignedadaptiveattitudecontrollercanmaketheattitudecontrolsystemstableandTVCtrimcanmakethethrustdirectionfollowingthecenterofmass.Allofthiscanbeasareferenceforengineeringapplication.Keywor
7、dsoffsetofcenterofmass;attitudetracking;adaptivecontrol;mannedlunarlander1引言月球一直是人類深空探測(cè)的首選目標(biāo)，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)美國(guó)、俄羅斯、歐空局等國(guó)家和機(jī)構(gòu)均將載收稿日期：2013-03-21第4期田林等:考慮質(zhì)心漂移的載人月面著陸器自適應(yīng)姿態(tài)跟蹤控制35[1-2]人登月列入其航天發(fā)展戰(zhàn)略中。載人月面著陸器的動(dòng)力下降過(guò)程可分為主減速、調(diào)姿下降、懸停避障[3-5]及緩速下降等階段，控制的最終目標(biāo)就是在保證乘員安全的前提下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確穩(wěn)定地著陸。與一般在軌航天器不同，月
8、面著陸器推進(jìn)劑質(zhì)量占著陸器總質(zhì)量的75%左右，動(dòng)力下降時(shí)推進(jìn)劑持續(xù)消耗會(huì)導(dǎo)致月面著陸器質(zhì)量特性快速變化，特別是質(zhì)心的漂移會(huì)引入大量級(jí)的力矩?cái)_動(dòng)。動(dòng)力下降任務(wù)周期短，月面[6]著陸器姿態(tài)控制的精
