隨著航天技術(shù)的發(fā)展,人類深空探測活動(dòng)的目標(biāo)已由月球、太陽系的其他七大行星等,進(jìn)一步擴(kuò)大至包括小行星在內(nèi)的眾多小型天體。小行星可能為人類提供大量地球稀缺資源,同時(shí),對小行星的探索還具有重要的科學(xué)意義。由于小行星的形狀往往很不規(guī)則,其引力場分布也因此十分復(fù)雜,這給航天器軟著陸于小行星帶來了不少困難。當(dāng)前的研究存在過度簡化引力場模型、計(jì)算效率低、開環(huán)控制策略魯棒性較差等不足,導(dǎo)致相應(yīng)航天器軌道機(jī)動(dòng)策略不適于實(shí)際應(yīng)用。針對以上問題,本文提出一種分段線性軌道機(jī)動(dòng)策略,對航天器軟著陸于小行星這一問題進(jìn)行了研究。本文首先將小行星周圍的空間劃分為多個(gè)網(wǎng)格區(qū)域,在每個(gè)網(wǎng)格內(nèi),對小行星引力場進(jìn)行線性擬合,從而將非線性的小行星引力場轉(zhuǎn)化為分段線性的小行星引力場;其次,非線性能量最優(yōu)軌道機(jī)動(dòng)策略問題被轉(zhuǎn)化為分段線性能量最優(yōu)軌道機(jī)動(dòng)策略問題;最后,基于Pontryagin最小值原理,本文提出了求解對應(yīng)分段線性問題的方法。利用所提出的分段線性軌道機(jī)動(dòng)策略,本文針對小行星Eros 433設(shè)計(jì)仿真算例,檢驗(yàn)所提出策略的有效性和魯棒性。仿真結(jié)果表明,忽略第三方攝動(dòng),且航天器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)觀測準(zhǔn)確時(shí),所設(shè)計(jì)的分段線性軌道機(jī)動(dòng)策... 

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

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

多面體模型示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文y x ( A EC)( y x )（33-20）的解為0( )( )0 0e ( ) t t A ECy x y x取適當(dāng)?shù)?E ，使得 ( A EC) 的所有特征值都具有負(fù)實(shí)部，則有0( )( )0 0lim lim e ( )t tt t → → A ECy x y x0明，隨著測量時(shí)間 t 增加，觀測系統(tǒng)的狀態(tài)量 y逐漸收斂于真實(shí)狀態(tài)，當(dāng) t 足夠大時(shí)，可以取 為狀態(tài)量 的觀測值。

- 31 -(b) 分段線性引力場模型圖 4-5 軌道機(jī)動(dòng)策略計(jì)算與驗(yàn)證流程圖對于分段線性引力場模型，軌道機(jī)動(dòng)策略計(jì)算與仿真流程如圖 4-5(b)所示。在航天器接觸 Eros 433 表面以前，每次進(jìn)入新的單元 Ei，都根據(jù) 3.2 節(jié)中的方法求解 內(nèi)的軌道機(jī)動(dòng)策略*( )iu t，然后將多面體模型計(jì)算的 F ( r )和代入式（2-31）中積分，計(jì)算得到 X(t)，直到航天器到達(dá) Eros 433 表面，完成軟著陸過程仿真。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3477783