資源描述：
《月球探測器軟著陸最優(yōu)軌道設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、eeeeeeeeeeogiso5CisCooCo一ugus,2006,arn,eonang7AHbiHil目i月球探測器軟著陸最優(yōu)軌道設(shè)計,,周凈揚周荻段廣仁,哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱15。。01.E一mail:zhoud@hit.eduen,。,:摘要針對探測器月面軟著陸問題建立了月球探測器在三維空間飛行的精確動力學(xué)模型以燃耗最優(yōu)為指標(biāo)利用oPntyragin極大值原理,得到。通過對兩點邊值問題的求解,得到了發(fā)動機(jī)推力開關(guān)曲線和推力方向角的最優(yōu)控制律了探測器軟著陸的最優(yōu)軌線。仿真研究說明。了所設(shè)計的方法的有效性:,,關(guān)健詞月球探測器軟著陸最優(yōu)軌線OPt
2、imalOrbitDesignofLunarModulesSoftLanding一,,一ZhouJingyangZhouDiDuanGuangrenarnInstituteoeenoogy,arn150001,naHbifThlHbiChi..E一mail:zhouteuend@hid:.A加ereesetreeensonanaesorunarsotannereresenteoreazetenauestrate-tartPihdimildymiflfldigwPdTlihmiimlfl,anoaeontroaasrooseaseonteaxurnee
3、.sovgyptimlllwwppdbdhmimnrpiiplBylingteto一Pointbounaryvauehwdlroe,eoareetoro.-PblmthPtimltyfthelunarsoftlandingwasobtainedPerformaneeoftheproposedeontrollawsverajawesaton·ifidbyimuliyonis:Lunoue,tLang,treetory眾warMdloSfdiOPalmlTaj化。1引言(Introduetion),本文針對月面軟著陸問題基于牛頓第二定律建,,月球是距離地
4、球最近的天體對月球資源和環(huán)境立月球探測器在三維空間飛行的精確數(shù)學(xué)模型考慮,,,進(jìn)行科學(xué)研究和考察是人類走出地球探索未知世實際工程間題制動發(fā)動機(jī)采用開關(guān)控制的定常推力界所必需經(jīng)歷的重要步驟。從1959年至今,美國、前液體火箭發(fā)動機(jī)?；谌己淖顑?yōu)原則,利用極大值原蘇聯(lián)和日本三個國家已成功地實現(xiàn)了對月球的探測。理求取推力開關(guān)曲線和推力方向的最優(yōu)控制律。,“隨著航天科技的不斷發(fā)展我國的月球探測工程嫦-2ThereDimensionalDy”`。軟著陸動力學(xué)模型(〔和」娥計劃也已經(jīng)順利展開naes,mi)由于月球沒有大氣探測器著陸時無法利用氣動,,,力制動只能
5、利用制動發(fā)動機(jī)來減速在很大程度上探測器從環(huán)月軌道開始軟著陸時首先進(jìn)行霍曼限制了探測器所能攜帶有效載荷的質(zhì)量。探測器在變軌,進(jìn)人一條遠(yuǎn)月點高度約為110km,近月點高度約月面著陸可以分為硬著陸和軟著陸。硬著陸對月速為15km的橢圓軌道;當(dāng)?shù)竭_(dá)近月點時,制動發(fā)動機(jī)點,,,,度不受限制探測器撞上月球后設(shè)備將損壞只能在火探測器進(jìn)人動力下降段;距月面大約2km時水平,,。;速度接近月球的過程中傳回月面信息軟著陸對月速度比減為零調(diào)整姿態(tài)后探測器垂直降落至月面為,。,。較小探測器著陸后可繼續(xù)在月面進(jìn)行考察sj[已發(fā)了簡化本文研究從近月點至月面的制動方案,()zyz
6、為原點在月心的慣性坐標(biāo)系表的文獻(xiàn)大多都是假設(shè)月球探測器在一個固定的鉛設(shè)參考平面,一。,〔4幻us錘平面內(nèi)運動沒有考慮側(cè)向運動但由于發(fā)動是月球赤道面Ox軸通過月面上的SinMedi(中,,,機(jī)安裝偏差和姿控系統(tǒng)誤差的存在探測器難以保證央灣)偽軸指向月球自轉(zhuǎn)方向Oz軸按右手坐標(biāo)系。9。xlyl21,始終在鉛錘平面內(nèi)運動文獻(xiàn)[〕雖然考慮了探測器確定A為原點在探測器的軌道坐標(biāo)系A(chǔ)yl,,x,,在三維空間的運動但所用模型經(jīng)過了較高程度的簡指向從月心到著陸器的延伸線方向A垂直Ay指,。向運動方向Az;按右手坐標(biāo)系確定制動發(fā)動機(jī)推,,IEEECatalogNumb
7、er:o6EXi3zo力尸的方向與探測器縱軸重合口為P與Ay軸正,:國家自然科學(xué)基金重點項目(o.60475027)和教x1Az,Axl資助項目N育部留學(xué)回向所成夾角必為p在平面上的投影與國人員科研啟動基金資助.。A,,axl軸負(fù)向所成夾角尹為y與湯所成夾角為A2213。。,在xoz平面上的投影與(〕艾軸正向所成夾角(圖1)大設(shè)t,為軟著陸結(jié)束時刻應(yīng)用Pontyragin極大,a和月的信息可由探測器在慣性坐標(biāo)系中的位置實時值原理取終端性能指標(biāo)為。,計算得到忽略月球自轉(zhuǎn)慣性坐標(biāo)系與軌道坐標(biāo)系J=m(t,)(4)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可由下式表示取系統(tǒng)狀態(tài)變量為
8、二,之z丁刁J!
9、osaeossinlx一〔vvvxym]陸比尸巨匡卜月月SlnaCOS閉比尸比防…leos
