發(fā)布時(shí)間：2021-10-09 07:24

　　火星著陸過(guò)程主要可以分為火星進(jìn)入、下降和著陸三個(gè)階段,火星進(jìn)入段是指探測(cè)器從進(jìn)入火星大氣層開(kāi)始,到降落傘開(kāi)啟時(shí)結(jié)束。由于火星大氣進(jìn)入段過(guò)程的氣動(dòng)環(huán)境是整個(gè)火星探測(cè)著陸過(guò)程中最嚴(yán)苛的,在火星大氣進(jìn)入階段施加有效的制導(dǎo)控制是目前提高最終著陸精度最為有效的手段之一,因此為了提高火星探測(cè)器的著陸精度,本文對(duì)火星大氣進(jìn)入段的軌跡優(yōu)化問(wèn)題及跟蹤制導(dǎo)算法展開(kāi)研究。具體內(nèi)容如下:提出了一種標(biāo)準(zhǔn)粒子群初值優(yōu)化和hp自適應(yīng)Radau偽譜法軌跡優(yōu)化相結(jié)合的參考軌跡優(yōu)化方法�；趯�(duì)火星大氣進(jìn)入段動(dòng)力學(xué)模型的分析并考慮到火星大氣進(jìn)入段過(guò)程受到的初終值、邊界及安全性等約束,以燃料最優(yōu)為性能指標(biāo),首先采用標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法對(duì)經(jīng)緯度、航跡角、偏航角以及傾側(cè)角的初值進(jìn)行優(yōu)化,然后將優(yōu)化得到的初值應(yīng)用到hp自適應(yīng)Radau偽譜法中,求解出一條既符合約束又使性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的火星大氣進(jìn)入段參考軌跡。以?xún)A側(cè)角的余弦值作為控制量,引入一種終端滑�？刂扑惴ú�(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)使其適用于火星大氣進(jìn)入段:引入飽和控制對(duì)控制量邊界進(jìn)行限制;為解決滑模控制固有的抖振問(wèn)題,引入雙曲正切函數(shù)替換滑模面及控制器中的符號(hào)函數(shù);為防止傾側(cè)角出現(xiàn)突變,對(duì)傾... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究的目的與意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 課題研究的目的與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 火星進(jìn)入段軌跡優(yōu)化
        1.2.2 參考軌跡跟蹤制導(dǎo)算法
        1.2.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 火星探測(cè)器大氣進(jìn)入段動(dòng)力學(xué)模型分析
    2.1 坐標(biāo)系定義及變換關(guān)系
    2.2 火星環(huán)境模型
    2.3 火星探測(cè)器大氣進(jìn)入段動(dòng)力學(xué)模型
        2.3.1 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程
        2.3.2 質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.3.3 三自由度模型及模型簡(jiǎn)化
    2.4 本章小結(jié)
第3章 火星探測(cè)器大氣進(jìn)入段軌跡優(yōu)化
    3.1 基于標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的初值優(yōu)化
        3.1.1 算法概述
        3.1.2 算法實(shí)現(xiàn)
        3.1.3 仿真分析
    3.2 基于hp自適應(yīng)Radau偽譜法的進(jìn)入段軌跡優(yōu)化
        3.2.1 算法概述
        3.2.2 算法實(shí)現(xiàn)
        3.2.3 仿真分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 火星探測(cè)器大氣進(jìn)入段軌跡跟蹤控制
    4.1 跟蹤控制模型
    4.2 制導(dǎo)算法設(shè)計(jì)
    4.3 算法性能分析
        4.3.1 制導(dǎo)性能分析
        4.3.2 魯棒性能分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]火星進(jìn)入段自主導(dǎo)航技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 崔平遠(yuǎn),于正湜,朱圣英.  宇航學(xué)報(bào). 2013(04)
[2]飛行器軌跡優(yōu)化方法綜述[J]. 陳功,傅瑜,郭繼峰.  飛行力學(xué). 2011(04)
[3]基于Gauss偽譜方法的高超聲速飛行器再入軌跡快速優(yōu)化[J]. 雍恩米,唐國(guó)金,陳磊.  宇航學(xué)報(bào). 2008(06)
[4]月球最優(yōu)軟著陸兩點(diǎn)邊值問(wèn)題的數(shù)值解法[J]. 王大軼,李鐵壽,馬興瑞.  控制工程. 2000(03)

碩士論文
[1]火星大氣進(jìn)入制導(dǎo)方法研究[D]. 甘慶忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3425909