火星探測是人類了解太陽系,研究太陽系生命起源,進(jìn)行行星探測的首選,當(dāng)前世界各航天強(qiáng)國紛紛制定火星采樣返回和火星載人返回等火星探測任務(wù),并且為之積極籌備。軌道設(shè)計(jì)是其中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)之一,利用火星大氣實(shí)現(xiàn)探測器減速并進(jìn)行變軌的氣動捕獲方法是一種可使探測器既節(jié)省燃料又可以快速進(jìn)入火星停泊軌道的先進(jìn)技術(shù)。本碩士論文圍繞火星氣動捕獲技術(shù),著重研究了火星氣動捕獲過程中的三種制導(dǎo)方法。首先,為了分析探測器在整個(gè)氣動捕獲過程中的動態(tài)特性,基于給定的火星環(huán)境模型和探測器的構(gòu)型,通過合理的假設(shè)和近似,結(jié)合氣動捕獲特性,建立了火星氣動捕獲過程的三自由度運(yùn)動方程,為后面的制導(dǎo)算法設(shè)計(jì)分析提供必要的數(shù)學(xué)模型。其次,基于最初的復(fù)合預(yù)測校正方法（HYPAS）,將氣動捕獲過程分為三個(gè)階段,通過合理的假設(shè)和近似得到各個(gè)階段的制導(dǎo)率。仿真結(jié)果表明,探測器在大氣中具有較好的航向控制能力和側(cè)向控制能力,在退出大氣后可以到達(dá)預(yù)定的遠(yuǎn)火點(diǎn)。然后,考慮到復(fù)合預(yù)測校正算法中做了一些假設(shè)和近似處理,故而研究了假設(shè)條件比較少的數(shù)值預(yù)測校正算法。沿用了增強(qiáng)版的數(shù)值預(yù)測校正的氣動捕獲的制導(dǎo)邏輯,放寬了階段改變的條件,適當(dāng)修改了校正算法,使... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

速率-傾側(cè)角變化示意圖

圖 3. 7 高度隨速率變化示意圖. 6 和圖 3. 7 中可以看出，密度擾動對航天器航向方向的影響比較小，影的側(cè)向控制，航向要求基本可以滿足�；趶�(fù)合預(yù)測校正制導(dǎo)（HYPAS）方法，設(shè)計(jì)航天器火星氣動捕獲制導(dǎo)型考慮了火星自轉(zhuǎn)和2J 攝動項(xiàng)，相比于之前的算法，本章中將氣動捕獲別是進(jìn)入階段，捕獲階段和退出階段。將傾側(cè)角的大小范圍設(shè)置在15 得航天器在氣動捕獲過程具有橫向控制能力。在進(jìn)入階段，將傾側(cè)角設(shè)夠感測到大氣時(shí)，開始進(jìn)入捕獲階段，捕獲階段和退出階段的計(jì)算與原仿真結(jié)果顯示，當(dāng)航天器火星氣動捕獲運(yùn)動模型考慮了火星自轉(zhuǎn)和 攝向控制能力較強(qiáng)，且具有一定的魯棒性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]深空探測器自主技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 崔平遠(yuǎn),徐瑞,朱圣英,趙凡宇.  航空學(xué)報(bào). 2014(01)

碩士論文
[1]新型火星EDL導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)研究[D]. 彭玉明.南京航空航天大學(xué) 2011



本文編號：3219022