本文關(guān)鍵詞：星際軟著陸動(dòng)力下降與障礙規(guī)避制導(dǎo)方法研究

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【摘要】：動(dòng)力下降與著陸避障制導(dǎo)是星際軟著陸任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)之一,直接決定著整個(gè)任務(wù)的成敗。除了燃耗最優(yōu)的性能要求以外,未來的月球和火星著陸任務(wù)需要探測(cè)器具備全天候在事先近乎未知的復(fù)雜地形實(shí)施自主安全著陸的能力。因此,亟需在“嫦娥3號(hào)”月球著陸制導(dǎo)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行能力拓展,以兼顧對(duì)不同光照條件甚至低能見度的適應(yīng)能力。本學(xué)位論文從軟著陸制導(dǎo)方案、障礙檢測(cè)與最佳著陸點(diǎn)選擇、制導(dǎo)算法性能對(duì)比與誤差分析三個(gè)方面出發(fā),對(duì)動(dòng)力下降與障礙規(guī)避制導(dǎo)方法進(jìn)行了研究。首先,以“嫦娥3號(hào)”著陸制導(dǎo)為典型方案進(jìn)行了詳細(xì)描述與分析,針對(duì)其不足并結(jié)合正在發(fā)展的三維成像閃光雷達(dá)提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案,并基于月球環(huán)境模型分別建立了探測(cè)器在動(dòng)力下降與避障著陸各階段的動(dòng)力學(xué)模型。然后,為理清典型方案中控制模式的基本思想和制導(dǎo)算法的主要特點(diǎn),對(duì)其各階段所采用的制導(dǎo)算法和障礙檢測(cè)與安全著陸點(diǎn)選擇算法進(jìn)行了總結(jié)與仿真分析,所得仿真結(jié)果與“嫦娥3號(hào)”的實(shí)際飛行結(jié)果基本一致。接著,采用高斯偽譜法分別設(shè)計(jì)了動(dòng)力下降燃耗最省的標(biāo)稱軌跡和閉環(huán)最優(yōu)制導(dǎo)律,以及基于改進(jìn)的障礙檢測(cè)與著陸點(diǎn)選擇策略的燃耗最優(yōu)避障著陸制導(dǎo)律,并通過數(shù)學(xué)仿真驗(yàn)證了改進(jìn)方案的有效性和著陸避障能力的優(yōu)越性。最后,對(duì)上述兩種方案的制導(dǎo)律性能以及模型誤差對(duì)制導(dǎo)精度的影響進(jìn)行了定量地對(duì)比分析,并利用蒙特卡洛和線性協(xié)方差分析方法分析了初始誤差的傳播規(guī)律,結(jié)果表明在相同條件下改進(jìn)方案的制導(dǎo)律在燃耗和制導(dǎo)精度上都優(yōu)于典型方案,且隨機(jī)初始誤差的影響程度會(huì)在制導(dǎo)過程中得到有效抑制。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V448.2

【相似文獻(xiàn)】

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1 田陽(yáng);崔平遠(yuǎn);崔祜濤;;基于圖像的著陸點(diǎn)評(píng)估及探測(cè)器運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法[J];宇航學(xué)報(bào);2010年01期

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本文編號(hào)：1305553