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《登月軟著陸過程多約束最優(yōu)制導(dǎo)律研究》由會員上傳分享，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。
1、第２２卷第４期載人航天Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．４２０１６年８月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＡｕｇ．２０１６登月軟著陸過程多約束最優(yōu)制導(dǎo)律研究?施國興，宋征宇，鞏慶海（北京航天自動控制研究所，北京１００８５４）摘要：為使登月艙軟著陸過程安全可靠，須對其飛行軌跡進(jìn)行多種約束規(guī)劃與制導(dǎo)。在滿足登月艙姿態(tài)約束的基礎(chǔ)上進(jìn)行最優(yōu)制導(dǎo)律推導(dǎo)；考慮到飛行過程中的多種約束，引入航點(diǎn)優(yōu)化算法，將飛行過程中的軌跡多約束轉(zhuǎn)換為航點(diǎn)約束，并以指令加速度變化平穩(wěn)為優(yōu)化指標(biāo)，將軌跡優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為二次規(guī)劃問題，實(shí)現(xiàn)多約束下最優(yōu)制導(dǎo)。仿真結(jié)果表明
2、該方法能在加速度變化最小的情況下滿足多種飛行軌跡約束要求，落點(diǎn)精度滿足要求，實(shí)現(xiàn)登月艙安全軟著陸。關(guān)鍵詞：軟著陸；多約束；制導(dǎo)律；航點(diǎn)優(yōu)化中圖分類號：Ｖ４４８?２文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ文章編號：１６７４?５８２５（２０１６）０４?０４３４?０６ＯｐｔｉｍａｌＧｕｉｄａｎｃｅＬａｗｆｏｒＭｕｌｔｉ?ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔＬｕｎａｒＳｏｆｔＬａｎｄｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓ?ＳＨＩＧｕｏｘｉｎｇ，ＳＯＮＧＺｈｅｎｇｙｕ，ＧＯＮＧＱｉｎｇｈａｉ（ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉ
3、ｊｉｎｇ１００８５４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｓａｆｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｆｌｉｇｈｔｏｆｔｈｅｌａｎｄｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅｉｎｔｈｅｌｕｎａｒｓｏｆｔｌａｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｆｌｉｇｈｔｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｍｕｓｔｂｅｐｒｏｇｒａｍｍｅｄａｎｄｇｕｉｄｅｄｗｉｔｈｍｕｌｔｉ?ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗｗａｓｄｅｒｉｖａｔｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｍｅｅｔｉｎｇｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｌａｎｄｉｎｇｔｅｒｍｉｎａｌｃ
4、ｏｎｓｔｒａｉｎｔ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｖａｒｉｅｔｙｏｆｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｌｉｇｈｔ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｗｅｒｅｃｏｎ?ｖｅｒｔｅｄｔｏｗａｙｐｏｉｎｔｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓａｎｄｔｈｅｗａｙｐｏｉｎｔｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｍｉｎｉｍａｌｃｈａｎｇｅｏｆａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒａｎｄ
5、ｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｐｔｉ?ｍｉｚａｔｉｏｎｗａｓｃｏｎｖｅｒｔｅｄｔｏｑｕａｄｒａｔｉｃｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｕｓｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｇｕｉｄａｎｃｅｕｎｄｅｒｍｕｌｔｉｐｌｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃｏｕｌｄｍｅｅｔｖａｒｉｏｕｓｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｗｉｔｈｍｉｎｉｍａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅａｎｄｔｈｅｌａｎｄｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｃｏｕｌｄｍｅｅｔ
6、ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｓｏａｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｓａｆｅｓｏｆｔｌａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｌｕｎａｒｌａｎｄｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔｌａｎｄｉｎｇ；ｍｕｌｔｉ?ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ；ｇｕｉｄａｎｃｅｌａｗ；ｗａｙｐｏｉｎｔｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ作用下以很小的速度近乎垂直地降落到星球表１引言面，以保證試驗(yàn)設(shè)備與航天員完好。由于月球和人類在上世紀(jì)６０年代已實(shí)現(xiàn)了無人和載人其他行星表面分布有大小不一的環(huán)形山、峭壁、裂［１］［３］月面軟著陸。進(jìn)入２１世紀(jì)，世界各國又重新掀谷等，另外還有數(shù)量眾多的
7、小行星撞擊形成的起了月球、火星探測等高潮，實(shí)施的計(jì)劃包括環(huán)月坑洞，導(dǎo)致著落段是比較危險的飛行段。要使登探測、無人軟著陸、載人登月，建立永久性月球基月艙安全著陸則必須避過某些危險區(qū)域，同時需［２］地、火星探測等，都要求著陸器在制動系統(tǒng)的要滿足某些著陸條件，因此需要對著陸過程進(jìn)行收稿日期：２０１５?０５?２０；修回日期：２０１６?０５?２３基金項(xiàng)目：載人航天預(yù)先研究項(xiàng)目（０２０３０１）作者簡介：施國興（１９８０－），男，博士，工程師，研究方向?yàn)檫\(yùn)載火箭制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。Ｅ?ｍａｉｌ：ｎｏｎｂｏｗ００１＠１６３．ｃｏｍ?通
8、訊作者：宋征宇（１９７０－），男，碩士，研究員，研究方向?yàn)檫\(yùn)載火箭控制系統(tǒng)。Ｅ?ｍａｉｌ：ｚｙｃａｌｔ１２＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ第４期施國興，等．登月軟著陸過程多約束最優(yōu)制導(dǎo)律研究４３５約束，以滿足安全著陸的要求。是因?yàn)橐话闱闆r下有式（２）所示牛頓第二定律。早期出現(xiàn)的載人軟著陸制導(dǎo)算法對約束往往ＦＩＩＦＢａ＝＝Ｃ（２）［４?８］［９］ｍＢｍ考慮不多，如Ａｐｏｌｌｏ登月制導(dǎo)算法
